基于原子层沉积隔离层的铁电动态随机存储器及制备方法

摘要

本发明涉及基于原子层沉积隔离层的铁电动态随机存储器及其制备方法，属于微电子新材料与器件技术领域，该器件的区别特征为隔离层介质为：HfO2、Hf-Al-O、TiO2、Al2O3中的任意一种；铁电薄膜层为BXT或BXFY中的任意一种：其中，X为掺杂的稀土元素，Y为掺杂的过渡金属元素。该方法包括：对硅衬底进行清洗及氧化：光刻形成源漏区和衬底接触区后生长氧化层：再光刻形成栅区后生长隔离层介质薄膜和铁电薄膜；在铁电薄膜上溅射电极金属层；再光刻和刻蚀形成栅电极、接触孔；源极、漏极以及衬底接触金属层及电极金属层；最后合金化处理。本发明可获得大面积、均匀致密的、性能良好的存储介质薄膜和隔离层材料，用其制备的FEDRAM器件具有更小的漏电，更高的保持特性。

主权项

一种基于原子层沉积隔离层的铁电动态随机存储器，包括：硅衬底，源区、漏区，隔离层介质膜，铁电薄膜层，栅电极，源极，漏极，以及用于器件测量的衬底接触区和衬底接触电极；在硅衬底中形成源区，漏区和衬底接触区，在硅衬底的上面形成隔离层介质膜，在隔离层介质膜上面形成铁电薄膜层，在铁电薄膜层上面形成栅电极；源极和漏极在栅电极(26)的两侧；其特征在于，所述隔离层介质膜为：HfO2、Hf‑Al‑O、TiO2、Al2O3中的任意一种；所述铁电薄膜层为BXT或BXFY中的任意一种：所述BXT中的X为掺杂的稀土元素La，Nd，Sm，Pr，Gd中的任意一种，BXT中各组份的摩尔比例为：Bi∶X∶Ti∶O＝(4‑x)∶x∶3∶12，x取值在0.1＜x＜1.0的范围内；所述BXT中的Bi，相对于组份式：Bi4‑xXxTi3O12过量添加，该Bi元素的过剩含量占Bi、X和Ti元素总量的摩尔百分数范围为5％≤Bi≤20％；所述BXFY中的X为掺杂的稀土元素La，Nd，Sm，Pr，Gd中的任意一种，Y为过渡金属元素Mn，Nb，Co，Ni中的任意一种；各组份的摩尔比例为：(Bi+X)∶(Fe+Y)∶O＝1∶1∶3，Bi∶X＝(1‑x)∶x，Fe∶Y＝(1‑y)∶y，其中，0.01＜x＜0.2，0.01＜y＜0.2。