[发明专利]铁电装置结构

说明书

本发明实施例提供一种铁电装置结构。铁电装置结构包括多个铁电电容器的阵列、多个第一金属内连线结构以及多个第二金属内连线结构，多个铁电电容器的阵列位于基板上，多个第一金属内连线结构电性连接铁电电容器的阵列的每一第一电极至埋置于介电材料层中的第一金属垫，多个第二金属内连线结构电性连接铁电电容器的阵列的每一第二电极至埋置于介电材料层中的第二金属垫。第二金属垫及第一金属垫与基板垂直隔有相同的垂直分隔距离。沿着第一水平方向横向延伸的第一金属线路可电性连接第一电极至第一金属垫，沿着第一水平方向横向延伸的第二金属线路可电性连接每一第二电极至第二金属垫。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，尤其涉及测试含有铁电电容器的纳米尺寸装置所用的结构与其形成方法。

背景技术

铁电随机存取存储器装置为非易失性的存储器装置，其可提供低能耗并与主流的互补式金属氧化物半导体技术相容。铁电随机存取存储器装置与静态随机存取存储器装置相较可提供更紧密的脚位，因为铁电材料板的尺寸小。单一的铁电材料板的面积可小于500nm²。一般的半导体特性测量工具无法有效测量此尺寸的单一铁电板的电性，因为自此铁电板所产生的电子信号强度太弱。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种铁电装置结构，以解决上述至少一个问题。

本发明一实施例提供的铁电装置结构，包括多个铁电电容器的阵列，位于基板上并各自包含第一电极、铁电材料板与第二电极；多个第一金属内连线结构，电性连接铁电电容器的阵列的每一第一电极至埋置于介电材料层中的第一金属垫；以及多个第二金属内连线结构，电性连接铁电电容器的阵列的每一第二电极至埋置于介电材料层中的第二金属垫，其中第二金属垫及第一金属垫与基板垂直隔有相同的垂直分隔距离。

本发明一实施例提供的铁电装置结构包括铁电电容器的二维阵列，位于基板上并各自包含第一电极、铁电材料板与第二电极；第一金属线路，沿着第一水平方向横向延伸、位于第一金属线路层、并电性连接铁电电容器的二维阵列中的每一第一电极至埋置于介电材料层中的第一金属垫；以及第二金属线路，沿着第一水平方向横向延伸、位于第二金属线路层、并电性连接铁电电容器的二维阵列中的每一第二电极至埋置于介电材料层中的第二金属垫。

本发明一实施例提供的铁电装置结构的形成方法，包括：形成铁电电容器的阵列与第一金属线路于基板上，其中铁电电容器的阵列中的每一铁电电容器包括含有第一电极、第二铁电材料板与第二电极的垂直堆叠，且其中每一第一金属线路电性连接至沿着第一水平方向配置的第一电极的个别列；形成第二金属线路于铁电电容器的阵列上，其中每一第二金属线路电性连接至沿着第一水平方向配置的第二电极的个别对；以及形成第一金属垫与第二金属垫于含有铁电电容器的阵列的上表面的水平平面上，其中第一金属垫电性连接至第一金属线路，且第二金属垫电性连接至第二金属线路。

本发明实施例的有益效果在于，本发明多种实施例可用于提供测试结构以准确放大铁电装置的装置特性，而铁电材料所具有的小型铁电材料在测试时无法产生足够的信号强度。本发明的多种结构与方法可用于准确测量尺寸为几微米或更小的铁电装置的特性。具体而言，本发明的结构与方法可用于测量横向尺寸小于1微米的铁电装置的特性。

附图说明

图1为本发明第一实施例中，纳米尺寸的铁电装置所用的第一例示性测试结构。

图2为本发明第一实施例中，第一例示性测试结构的垂直剖视图。

图3A为本发明第一实施例中，在第一金属线路层的第一例示性测试结构的水平剖视图。

图3B为本发明第一实施例中，在铁电材料板的第一例示性测试结构的水平剖视图。

图3C为本发明第一实施例中，在第二金属线路层的第一例示性测试结构的水平剖视图。

图4为本发明第一实施例中，第一例示性测试结构的第一其他实施例的垂直剖视图。