基于铋系存储材料的铁电动态随机存储器及其制备方法

摘要

本发明涉及基于铋系存储材料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：ZrO2或TiO2；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

一种基于铋系存储材料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；其中，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的两侧；其特征在于，所述的隔离层介质为：ZrO2或TiO2；所述的铁电薄膜层为BXT或BXFY；其中，BXT中的X为稀土元素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，相对于所述组成式：Bi4-xXxTi3O12要过量添加，该Bi元素的过剩含量，占Bi、X和Ti元素总量的摩尔百分数为5％≤Bi≤20％；所述BXFY中的X为掺杂稀土元素La，Nd，Sm，Pr，Gd中的任意一种，Y为掺杂过渡金属元素Mn，Nb，Co，Ni中的任意一种；BXFY中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。