[发明专利]集成芯片及其形成方法

说明书

在一些实施例中，本公开涉及一种集成芯片。该集成芯片包括设置在衬底上方的底部电极和设置在底部电极上方的顶部电极。铁电切换层布置在底部电极和顶部电极之间。铁电切换层配置为基于施加到底部电极或顶部电极的一个或多个电压改变极化。晶种层布置在底部电极和顶部电极之间。晶种层和铁电切换层具有非单斜晶相。本申请的实施例还涉及形成集成芯片的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及集成芯片及其形成方法。

背景技术

许多现代电子器件包含被配置用于存储数据的电子存储器。铁电存储器可为易失存储器或非易失存储器。易失存储器在通电时存储数据，而非易失存储器在去除电源时仍能存储数据。铁电随机存取存储器(FeRAM)器件是下一代非易失存储器技术的有前景的候选器件。这是因为FeRAM器件提供许多优势，包括短写入时间、高耐久性、低功耗，和对辐射损害的低灵敏度。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种集成芯片，包括：底部电极，设置在衬底上方；顶部电极，设置在所述底部电极上方；铁电切换层，布置在所述底部电极和所述顶部电极之间，其中，所述铁电切换层被配置为基于施加到所述底部电极或所述顶部电极的一个或多个电压改变极化；以及晶种层，布置在所述底部电极和所述顶部电极之间，其中所述晶种层和所述铁电切换层包括非单斜晶相。

本申请的另一些实施例提供了一种集成芯片，包括：底部电极，设置在衬底上方；顶部电极，设置在所述底部电极上方；晶种层，布置在所述底部电极和所述顶部电极之间，其中所述晶种层包括非单斜晶相；铁电切换层，布置在所述底部电极和所述顶部电极之间，其中，所述铁电切换层包括具有单斜晶相的第一区域和具有非单斜晶相的第二区域。

本申请的又一些实施例提供了一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上方形成底部电极层；在所述底部电极层上方形成晶种层；在所述底部电极成上方形成接触所述晶种层的铁电切换层，其中，所述铁电切换层形成为具有第一区域和第二区域，所述第一区域具有第一晶相，所述第二区域具有不同的晶相；在所述铁电切换层上方形成顶部电极层；以及对所述底部电极层、所述晶种层、所述铁电切换层和所述顶部电极层执行一个或多个图案化工艺以形成铁电随机存取存储器(FeRAM)器件。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了具有包含数据存储结构的铁电随机存取存储器(FeRAM)器件的集成芯片的一些实施例的截面图，该数据存储结构包括配置用于提高FeRAM器件性能的晶种层。

图2A至图2B示出了具有包含数据存储结构的FeRAM器件的集成芯片的一些附加实施例，该数据存储结构包括晶种层。

图3示出了具有包含数据存储结构的FeRAM器件的集成芯片的一些附加实施例的截面图，该数据存储结构包括晶种层。

图4示出了具有包含数据存储结构的FeRAM器件的集成芯片更详细实施例的截面图，该数据存储结构包括晶种层。

图5A至图6示出了具有包含数据存储结构的FeRAM器件的集成芯片的附加实施例的截面图，该数据存储结构包括一个或多个晶种层。

图7A至图7B示出了显示具有不同数据存储结构的FeRAM器件的读取窗口的曲线图。

图8至图21示出了形成集成芯片的一些方法的实施例的截面图，该集成芯片具有包含数据存储结构的FeRAM器件，该数据存储结构包括晶种层。

图22示出一些实施例的方法的流程图，该方法是形成具有包含数据存储结构的FeRAM器件的集成芯片的方法，该数据存储结构包括晶种层。