发明名称 于聚合物记忆装置的金属氮化物与金属氧化物电极中产生电子陷阱
摘要 本发明一具体实例为减低聚合物铁电记忆体装置中的聚合物铁电层所引起的损坏,包括在金属电极与聚合物铁电层之间的绝缘性金属氮化物层及/或金属氧化物层中作出过量的电洞。该金属氮化物及/或金属氧化物中的过量电洞可将在AC偏压下由金属电极所发射出会损坏聚合物的铁电层之电子予以捕捉。
申请公布号 TWI280604 申请公布日期 2007.05.01
申请号 TW094110312 申请日期 2005.03.31
申请人 英特尔股份有限公司 发明人 慕可 雷纳维卡;古比容格 欧斯卡多特
分类号 H01L21/00(2006.01) 主分类号 H01L21/00(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种记忆装置,包括: 一第一金属电极层; 一毗邻该第一金属电极层的金属氮化物层; 一毗邻该金属氮化物层的聚合物铁电层; 一毗邻该聚合物铁电层的金属氧化物层;和 一毗邻该金属氧化物层的第二金属电极层; 其中该金属氮化物层和金属氧化物层包含过量电 洞以与从该第一和第二金属电极层射出的电子再 结合。 2.如申请专利范围第1项之装置,其中该第一金属电 极层和该第二金属电极层都是钽。 3.如申请专利范围第1项之装置,其中该聚合物铁电 层为聚偏二氟乙烯。 4.如申请专利范围第1项之装置,其中该聚合物铁电 层为聚偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物。 5.如申请专利范围第1项之装置,其中该金属氮化物 层为氮化钽。 6.如申请专利范围第5项之装置,其中该氮化钽用铪 掺杂以在该氮化钽层中造出过量的电洞。 7.如申请专利范围第6项之装置,其中该氮化钽具有 大约介于1020/cm3与1021/cm3之间的电洞密度。 8.如申请专利范围第5项之装置,其中该氮化钽系在 过量氮存在中沈积以在该氮化钽层中造出过量电 洞。 9.如申请专利范围第8项之装置,其中该氮化钽具有 大约介于1.8*1021/cm3与5.4*1021/cm3之间的电洞密度。 10.如申请专利范围第1项之装置,其中该金属氧化 物层为氧化钽。 11.如申请专利范围第10项之装置,其中该氧化钽层 用铪掺杂以在该氧化钽层中造出过量的电洞。 12.如申请专利范围第11项之装置,其中该氧化钽具 有大约介于1020/cm3与1021/cm3之间的电洞密度。 13.如申请专利范围第10项之装置,其中该氧化钽层 系在过量氧的存在中沈积以在氧化钽层中造出过 量的电洞。 14.如申请专利范围第13项之装置,其中该氧化钽具 有大约7*1021/cm3与2.1*1022/cm3之间的电洞密度。 15.一种制造记忆装置之方法,包括: 沈积一第一金属电极层; 沈积一毗邻该第一金属电极层的金属氮化物层; 沈积一毗邻该金属氮化物层的聚合物铁电层; 沈积一毗邻该聚合物铁电层的金属氧化物层;及 沈积一毗邻该金属氧化物层的第二金属电极层; 其中该金属氮化物层和金属氧化物层包含过量的 电洞以与从该第一与第二金属电极层射出的电子 再结合。 16.如申请专利范围第15项之方法,其中该第一金属 电极层与第二金属电极层都是钽。 17.如申请专利范围第15项之方法,其中该聚合物铁 电层为聚偏二氟乙烯。 18.如申请专利范围第15项之方法,其中该聚合物铁 电层为聚偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物。 19.如申请专利范围第15项之方法,其中该金属氮化 物层为氮化钽。 20.如申请专利范围第19项之方法,其进一步包括用 铪掺杂该氮化钽以在氮化钽层中造出过量电洞。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中该氮化钽具 有大约介于1020/cm3与1021/cm3之间的电洞密度。 22.如申请专利范围第19项之方法,其进一步包括在 过量氮的存在中沈积该氮化钽以在氮化钽层中造 出过量电洞。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该氮化钽具 有大约介于1.8*1021/cm3与5.4*1021/cm3之间的电洞密度 。 24.如申请专利范围第15项之方法,其中该金属氧化 物为氧化钽。 25.如申请专利范围第24项之方法,其进一步包括用 铪掺杂该氧化钽层以在该氧化钽层中造出过量电 洞。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中该氧化钽具 有大约介于1020/cm3与1021/cm3之间的电洞密度。 27.如申请专利范围第24项之方法,其进一步包括在 过量氧的存在中沈积该氧化钽层以在该氧化钽层 中造出过量电洞。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中该氧化钽具 有大约介于7*1021/cm3与2.1*1022/cm3之间的电洞密度。 29.一种记忆装置,包括: 一金属氮化物层; 一毗邻该金属氮化物层的聚合物铁电层; 一毗邻该聚合物铁电层的金属氧化物层;和 其中该金属氮化物层与金属氧化物层包括多个电 子陷阱。 30.如申请专利范围第29项之装置,其中该聚合物铁 电层为聚偏二氟乙烯。 31.如申请专利范围第29项之装置,其中该聚合物铁 电层为聚偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物。 32.如申请专利范围第29项之装置,其中该金属氮化 物层为氮化钽。 33.如申请专利范围第32项之装置,其中该氮化钽用 铪掺杂以在氮化钽层中造出电子陷阱。 34.如申请专利范围第32项之装置,其中该氮化钽系 在过量氮存在中沈积以在氮化钽层中造出电子陷 阱。 35.如申请专利范围第29项之装置,其中该金属氧化 物层为氧化钽。 36.如申请专利范围第35项之装置,其中该氧化钽层 系用铪掺杂以在氧化钽层中造出电子陷阱。 37.如申请专利范围第35项之装置,其中该氧化钽层 系在过量氧的存在中沈积以在氧化钽层中造出电 子陷阱。 38.一种制造记忆装置之方法,包括: 沈积一金属氮化物层; 沈积一毗邻该金属氮化物层的聚合物铁电层; 沈积一毗邻该聚合物铁电层的金属氧化物层;和 其中该金属氮化物层和金属氧化物层包括多个电 子陷阱。 39.如申请专利范围第38项之方法,其中该聚合物铁 电层为聚偏二氟乙烯。 40.如申请专利范围第38项之方法,其中该聚合物铁 电层为聚偏二氟乙烯/三氟乙烯共聚物。 41.如申请专利范围第38项之方法,其中该金属氮化 物层为氮化钽。 42.如申请专利范围第41项之方法,其进一步包括用 铪掺杂该氮化钽以在该氮化钽层中造出电子陷阱 。 43.如申请专利范围第41项之方法,其进一步包括在 过量氮的存在中沈积该氮化钽以在氮化钽层中造 出电子陷阱。 44.如申请专利范围第38项之方法,其中该金属氧化 物层为氧化钽。 45.如申请专利范围第44项之方法,其进一步包括用 钽掺杂该氧化钽层以在氧化钽层中造出电子陷阱 。 46.如申请专利范围第44项之方法,其进一步包括在 过量氧的存在中沈积该氧化钽层以在氧化钽层中 造出电子陷阱。 图式简单说明: 图1:铁电性相聚偏二氟乙烯(PVDF)分子链之图解 说明。 图2:聚合物铁电性记忆体装置之图解说明。 图3:脱氢氟反应之图解说明。 图4:脱氢氟反应之图解说明。 图5:根据本发明一具体实例的聚合物铁电性记忆 体装置横截面之图解说明。 图6:根据本发明一具体实例的聚合物铁电性记忆 体装置横截面之图解说明,显示出射出的电子与电 子陷阱。
地址 美国
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