[发明专利]一种铁电存储集成电路有效
| 申请号： | 201710793719.9 | 申请日： | 2017-09-06 |
| 公开（公告）号： | CN107481751B | 公开（公告）日： | 2020-01-10 |
| 发明（设计）人： | 江安全;张岩;白子龙 | 申请（专利权）人： | 复旦大学 |
| 主分类号： | G11C11/22 | 分类号： | G11C11/22;H01L27/11502 |
| 代理公司： | 31200 上海正旦专利代理有限公司 | 代理人： | 陆飞;陆尤 |
| 地址： | 200433 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | 本发明属于铁电存储技术领域，具体为铁电存储器集成电路设计及其制造方法。本发明的铁电存储器包括：交叉棒（Crossbar）结构和一个开关晶体管一个电阻式铁电存储单元（1T1R）结构的铁电存储器。铁电存储器单元由铁电层，以及置于铁电存储单元两侧的第一电极和第二电极、绝缘层和硅基读写电路组成。其中，铁电存储单元的电畴极化方向在第一电极和第二电极的连线方向上有分量。以上存储单元的读出电流具有单向导通性，可避免电路中存储单元间信息读写的串扰，降低能耗，提高交叉棒集成的阵列规模和密度，简化电路设计，最终提高存储密度。 | ||
| 搜索关键词： | 存储 集成电路设计 及其 制造 方法 | ||
【主权项】：
1.一种铁电存储集成电路，为下述之一种：第一交叉棒结构的面内读写铁电存储集成电路（10），第一一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面内读写铁电存储集成电路（20），第二交叉棒结构的面内读写铁电存储集成电路（30），第二一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面内读写铁电存储集成电路（40），交叉棒结构的面外读写铁电存储集成电路（50），一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面外读写铁电存储集成电路（60）；其中：/n第一交叉棒结构的面内读写铁电存储集成电路（10），包括：/n铁电单晶基片或者铁电薄膜材料（101）；/n在铁电单晶基片或者铁电薄膜材料（101）表面上刻蚀形成的存储单元阵列（102）；/n在存储单元阵列（102）两端形成的第一电极（103A）和第二电极（103B）；/n上述结构上形成的绝缘层（105）及于其上形成的硅基读写电路（106）；/n极板线（104）和位线（108）；/n第一一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面内读写铁电存储集成电路（20），包括：/n铁电单晶基片或者铁电薄膜材料（201）；/n在铁电单晶基片或者铁电薄膜材料（201）表面上刻蚀形成的存储单元阵列（202）；/n在存储单元阵列（202）两端形成的第一电极（203A）和第二电极（203B）；/n上述结构上形成的绝缘层（205）及于其上形成的硅基读写电路（206）；/n开关晶体管阵列（209），其开关晶体管具有栅极（209C）和源/漏极（209A/209B），通过栅极控制源/漏极之间的通断；/n极板线（204）、字线（210）和位线（211）；/n第二交叉棒结构的面内读写铁电存储集成电路（30），包括：/n硅基读写电路（301）；/n硅基读写电路（301）上的绝缘层（302）；/n绝缘层（302）上的铁电薄膜层（303）；/n在铁电薄膜层（303）表面上刻蚀形成的存储单元阵列（304）；/n在存储单元阵列（304）两端形成的第一电极（305A）和第二电极（305B）；/n极板线（306）和位线（308）；/n第二一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面内读写铁电存储集成电路（40），包括：/n硅基读写电路（401）；/n开关晶体管阵列（409），其开关晶体管具有栅极和源/漏极（409A/409B），通过栅极（409C）控制位线的通断；/n绝缘层（402）；/n铁电薄膜层（403）；/n在铁电薄膜层（403）表面上刻蚀形成存储单元阵列（404）；/n在存储单元阵列（404）两端形成第一电极（405A）和第二电极（405B）；/n极板线（406）、字线（410）和位线（411）；/n交叉棒结构的面外读写铁电存储器（50），包括：/n硅基读写电路（501）及位线（502）；/n硅基读写电路（501）上的接触孔连接线（503）及绝缘层（504）；/n绝缘层（504）上的铁电薄膜层（505）；/n置于铁电薄膜层（505）上下的第一电极（506A）和第二电极（506B），且第一电极（506A）和第二电极（506B）之间形成存储单元阵列；这里第一电极称极板线；/n一个晶体管一个电阻式铁电存储单元（1T1R）结构的面外读写铁电存储集成电路（60），包括：/n硅基读写电路（601）；/n开关晶体管阵列（602），其开关晶体管具有栅极和源/漏极（602A/602B），通过栅极（602C）控制位线的通断；/n字线（603）、位线（604）、接触孔连接线（605）及绝缘层（606）；/n铁电薄膜层（607）；/n在铁电薄膜层（607）上下形成第一电极（608A）和第二电极（608B），且第一电极（608A）和第二电极（608B）之间形成存储单元阵列；这里第一电极也称为极板线；/n在第一交叉棒结构的面内读写铁电存储集成电路（10）和第二交叉棒结构的面内读写铁电存储集成电路（30）中，所述极板线与存储单元阵列的第一电极连接，所述位线与存储单元阵列第二电极连接；或者，所述极板线连接存储单元阵列的行，所述位线连接存储单元阵列的列；/n在交叉棒结构的面外读写铁电存储集成电路（50）中，所述极板线即为铁电薄膜层（505）的第一电极，所述位线与铁电薄膜层（505）第二电极连接；/n在第一一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面内读写铁电存储集成电路（20）和第二一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面内读写铁电存储集成电路（40）中，所述极板线与存储单元阵列的第一电极连接，所述位线与所述开关晶体管阵列的源/漏极一端连接，所述开关晶体管阵列的源/漏极另一端与存储单元阵列的第二电极连接；所述字线与所述开关晶体管阵列的栅极连接，控制位线与存储单元之间的通断；或者，所述极板线连接存储单元阵列的列，所述字线连接所述开关晶体管阵列的行，所述位线连接所述开关晶体管阵列的列；/n在一个晶体管一个电阻式铁电存储单元结构的面外读写铁电存储集成电路（60）中，所述极板线即为铁电薄膜层（607）的第一电极，所述位线与所述开关晶体管阵列的源/漏极一端连接，所述开关晶体管阵列的源/漏极另一端与铁电薄膜层（607）的第二电极连接；所述字线与所述开关晶体管阵列的栅极连接，控制位线与存储单元之间的通断。/n
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