| 主权项 |
1.一种非挥发性铁电垂直电极单元,包含: 一铁电电容器,其包括:一储存节点垂直电极,其为 一下电极;一字线垂直电极,其为一上电极,且形成 为包封该下电极之外周;及一铁电薄膜,在该下电 极与该上电极之空间内填充有一铁电材料;及 一串联PN二极体开关,其连接于一位元线与该铁电 电容器之间,用以依该位元线与该铁电电容器之间 的电压变化选择性地切换该位元线与该铁电电容 器之间的电流方向。 2.如请求项1之非挥发性铁电垂直电极单元,其中该 铁电材料系一铁电聚合物薄膜,其为一低温铁电薄 膜。 3.如请求项1之非挥发性铁电垂直电极单元,其中该 串联PN二极体开关包含: 一正向连接于该第二电极与该位元线之间的PN二 极体;及 一反向连接于该第二电极与该位元线之间的PNPN二 极体。 4.如请求项3之非挥发性铁电垂直电极单元,其中该 位元线连接至该PN二极体之一N端子及该PNPN二极体 之最后一P端子,且 该第二电极连接至该PN二极体之一P端子及该PNPN二 极体中一相邻于该P端子之N端子。 5.一种具有一垂直电极单元之非挥发性铁电记忆 体装置,包含: 一垂直电极单元阵列,其包括用以读取及写入单元 资料之复数个垂直电极单元,每一垂直电极单元均 包括彼此正交交叉之复数个字线及复数个位元线, 且包括一具有垂直于该等位元线形成之电极及铁 电层之铁电电容器,且包括一用以依该铁电电容器 与该位元线之间的电压变化选择性地切换电流方 向之开关装置; 一字线驱动单元,其用以选择性地启动该等字线垂 直电极; 一感应放大器单元,其用以感应施加至该位元线之 单元资料; 一资料滙流排,其用以传输在该感应放大器单元内 所感应之读取资料及待传输至该感应放大器单元 之写入资料;及 一主放大器单元,其用以放大自该资料滙流排施加 之该读取资料并将该读取资料输出至该资料缓衡 器。 6.如请求项5之非挥发性铁电记忆体装置,其中该垂 直电极单元阵列具有一交叉点单元结构,其中该垂 直电极单元形成于该字线垂直电极与该位元线之 交叉区域内。 7.如请求项6之非挥发性铁电记忆体装置,其中该铁 电电容器包括:该字线垂直电极,其作为该等两个 电极中之一第一电极;及一储存垂直电极,其作为 该等两极中之一第二电极,且以一预定间隔与该字 线垂直电极隔开,以在该字线垂直电极内形成一柱 ,其中在该第一电极与该第二电极分离之空间内填 充有一铁电材料以形成该铁电层。 8.如请求项7之非挥发性铁电记忆体装置,其中该铁 电材料系一铁电聚合物薄膜,其为一低温铁电薄膜 。 9.如请求项6之非挥发性铁电记忆体装置,其中该开 关装置系一串联PN二极体开关,其包括一正向连接 于该第二电极与该位元线之间的PN二极体及一反 向连接于该第二电极与该位元线之间的PNPN二极体 。 10.一种用以制造一非挥发性铁电垂直电极单元之 方法,包含: 一第一步骤,形成一串联PN二极体开关,以将一PN二 极体串联连接至一PNPN二极体; 一第二步骤,在该串联PN二极体开关上形成一位元 线接触节点及一电容器接触节点,以将该位元线接 触节点连接至一位元线; 一第三步骤,在该电容器接触节点上垂直沉积一电 极材料; 一第四步骤,以一预定间隔将欲分离之该电极材料 蚀刻成一储存垂直电极与一字线垂直电极; 一第五步骤,在该等垂直电极及该储存垂直电极与 该字线垂直电极之间的经蚀刻区域上涂布一铁电 材料,以形成一铁电电容器之一铁电层;及 一第六步骤,对该铁电材料执行退火制程。 11.如请求项10之方法,其中执行该第二步骤,以在该 PN二极体之一N端子及该PNPN二极体之一P端子上形 成欲连接至该位元线之该等位元线接触节点,且形 成欲共同连接至该PN二极体之一P端子及该PNPN二极 体之一N端子之该电容器接触节点。 12.如请求项10之方法,其中执行该第四步骤,以将该 电极材料蚀刻成一具有该预定间隔之带型,使得该 储存垂直电极以一柱型与该字线垂直电极分离。 13.如请求项10之方法,其中该铁电材料系一铁电聚 合物薄膜,其为一低温铁电薄膜。 14.如请求项10之方法,其中执行该第五步骤,以藉由 使用一旋涂方法来涂布该铁电材料。 15.如请求项10之方法,其中该退火制程系在一低于 200℃之温度下执行。 图式简单说明: 图1系说明根据本发明一实施例之单位垂直电极单 元之电路图; 图2系说明图1之串联PN二极体开关之工作原理的图 ; 图3系说明图1之垂直电极单元对字线电压之相依 性之图; 图4系说明图1之垂直电极单元对位元线电压之相 依性之图; 图5系说明根据本发明一实施例之串联PN二极体链 层之结构的平面图; 图6至图9系说明一用以制造根据本发明一实施例 之垂直电极单元之方法之图; 图10系说明一具有串联PN二极体链之垂直电极结构 之平面图,在该串联PN二极体链上具有字线WL、位 元线BL及铁电电容器FC; 图11系说明根据本发明一实施例具有一垂直电极 单元阵列之非挥发性铁电记忆体装置的图; 图12系说明图11之垂直电极单元阵列之结构的平面 图; 图13系说明该垂直电极单元之横截面的横截面图; 图14系说明图11之垂直电极单元阵列之电路图; 图15系说明图14之感应放大器之电路图; 图16系说明根据本发明一实施例之非挥发性铁电 记忆体装置之读取模式之时序图;及 图17系说明根据本发明一实施例之非挥发性铁电 记忆体装置之写入模式之时序图。 |
