[发明专利]高密度铁电存储器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种交叉点阵铁电电容存储器，其特征在于，该存储器由多个存储单元排成阵列，且存储单元阵列两侧由实质上正交的字线和位线相连，所述存储单元为多层材料堆叠而成，从上到下依次为顶电极、阻变介质层、中间金属层、铁电介质层和底电极，通过对字/位线同时施加正/负半选电压，同时连接该字/位线的存储单元完成读写操作。

2.如权利要求1所述的交叉点阵铁电电容存储器的存储单元，其特征在于，所述阻变介质层采用基于HfO₂或TaO_x产生阻变效应的介质材料。

3.如权利要求1所述的交叉点阵铁电电容存储器的存储单元，其特征在于，所述铁电介质层采用钙钛矿型铁电材料、铁电聚合物材料或基于HfO₂在处理后产生铁电性的铁电材料。

4.如权利要求1所述的交叉点阵铁电电容存储器的存储单元，其特征在于，所述顶电极采用Ag或Ti。

5.如权利要求1所述的交叉点阵铁电电容存储器的存储单元，其特征在于，所述中间金属层和底电极采用TiN、TaN、Pt、Mo、Ru或W。

6.如权利要求1所述的交叉点阵铁电电容存储器的存储单元，其特征在于，所述顶电极、底电极或中间金属层的厚度范围为10～100nm。

7.如权利要求1所述的交叉点阵铁电电容存储器的存储单元，其特征在于，所述阻变介质层或铁电介质层厚度范围为8～15nm。

8.一种交叉点阵铁电电容存储器的制备方法，其步骤包括：

1)通过物理气相沉积在衬底制备底电极材料；

2)通过光刻定义底电极图形，并通过湿法腐蚀或干法刻蚀的方法形成底电极；

3)通过原子层沉积在底电极表面生长铁电介质材料；

4)通过光刻定义中间层金属图形；

5)通过物理气相沉积方法在图形化的光刻胶上生长中间金属层；

6)通过去胶将中间层金属剥离成型；

7)通过原子层沉积方法继续生长阻变介质材料；

8)通过光刻定义顶电极图形；

9)通过物理气相沉积方法在图形化的光刻胶上生长顶电极金属层；

10)通过去胶将顶电极剥离成型；

11)通过快速热退火结晶，使阻变介质材料结晶，铁电介质材料产生铁电性；

12)光刻定义底电极接触孔位置；

13)刻蚀暴露底电极用于接触。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7所述的交叉点阵铁电电容存储器。