一種鐵電存儲器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，硅基底層1，它還包括上電極層2、上電極緩沖層3、鐵電薄膜層4、下電極緩沖層5、下電極層6、粘結(jié)層7和阻擋層8。其中鐵電薄膜層4的材料為摻雜了噻吩或噻吩衍生物的聚合物的鉛鋯鈦薄膜。
【專利說明】—種鐵電存儲器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，屬于鐵電薄膜【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]基于半導(dǎo)體的非易失性存儲器在數(shù)據(jù)存儲和作為轉(zhuǎn)盤存儲器的替代物的方面是有用的。已發(fā)現(xiàn)基于閃存EEPROM單元的存儲器越來越多地用在計算機(jī)和消費者裝置例如照相機(jī)、mp3播放器和PDA中。閃存EEPROM存儲器的成本已降低到這種存儲器正在計算機(jī)中用作磁盤驅(qū)動器的替代物的程度。因為半導(dǎo)體磁盤驅(qū)動器需要顯著較低的功率、防震、并且典型地比在膝上計算機(jī)系統(tǒng)中利用的常規(guī)磁盤驅(qū)動器更快，所以半導(dǎo)體磁盤驅(qū)動器是對膝上計算機(jī)特別有吸引力的。
[0003]鐵電存儲器是一種特殊工藝的非易失性的存儲器，它采用人工合成的鉛鋯鈦PZT材料形成存儲器結(jié)晶體。鐵電存儲器在掉電后仍然能夠繼續(xù)保存數(shù)據(jù)，寫入速度快且具有無限次寫入壽命，不容易寫壞。因此，與閃存和EEPROM等較早期的非易失性內(nèi)存技術(shù)比較，鐵電存儲器具有更高的寫入速度和更長的讀寫壽命。
[0004]PZT鐵電電容作為鐵電存儲器的主要存儲介質(zhì)，具有較大的疲勞速率和較差的漏電流特性，由于在金屬Pt上制備的鐵電薄膜結(jié)晶性能較差，使得PZT鐵電電容的性能差，漏電流大。同時，當(dāng)前的鐵電存儲器還具有很多缺點。存儲器的成本依據(jù)很高，讀寫壽命不夠長久，容易損壞等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明在鉛鋯鈦(PZT)材料中摻入有機(jī)材料，使得鐵電膜具有如下良好性能--與電極結(jié)合得好，結(jié)晶性能好， 漏電流小，疲勞特性優(yōu)良，讀寫速度快，增加鐵電存儲器的壽命，而使得鐵電存儲器不容易損壞。
[0006]一種鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，硅基底層1，它還包括上電極層2、上電極緩沖層3、鐵電薄膜層4、下電極緩沖層5、下電極層6、粘結(jié)層7和阻擋層8。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明鐵電存儲器的鐵電薄膜電容的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖描述其【具體實施方式】。
[0009]鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，硅基底層1，它還包括上電極層2、上電極緩沖層3、鐵電薄膜層4、下電極緩沖層5、下電極層6、粘結(jié)層7和阻擋層8。
[0010]本發(fā)明在鉛鋯鈦(PZT)材料中摻入有機(jī)材料，發(fā)明的圖示的結(jié)構(gòu)為一般鐵電存儲器的鐵電薄膜電容結(jié)構(gòu)的剖面圖。[0011]其中摻入的有機(jī)材料表述如下:
[0012]本說明書中的“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和與其對應(yīng)的“甲基丙烯酸酯”。同樣地，“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和與其對應(yīng)的“甲基丙烯酸”，“(甲基)丙烯?；笔侵浮氨；焙团c其對應(yīng)的“甲基丙烯?；薄?br>
[0013]作為摻雜物質(zhì)，可列舉噻吩或噻吩衍生物的聚合物、苯胺或苯胺衍生物的聚合物。具體可使用聚亞乙二氧基噻吩、聚己基噻吩、聚苯胺等。另外，可以使用“CLEV10S P”(世泰科(H.C.Starck)公司制造，商品名)、“SEPLEGYDA OC-UI"(信越聚合物株式會社制造，商品名)等市售品。
[0014]作為噻吩或噻吩衍生物的聚合物，可列舉具有可用下述式(I)表示的重復(fù)單元的
聚合物。
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種鐵電存儲器的鐵電薄膜電容，硅基底層1，它還包括上電極層2、上電極緩沖層3、鐵電薄膜層4、下電極緩沖層5、下電極層6、粘結(jié)層7和阻擋層8。 其中鐵電薄膜層4的材料為摻雜了噻吩或噻吩衍生物的聚合物的鉛鋯鈦薄膜，作為噻吩或噻吩衍生物的聚合物，可列舉具有可用下述式(I)表示的重復(fù)單元的聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵電薄膜電容，其特征在于， 作為碳原子數(shù)I~20的烷基，例如可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、新戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、1-戊基己基、1-丁基戊基、1-庚基辛基、3-甲基戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)辛基、3，5-四甲基環(huán)己基等。其中可優(yōu)選列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、新戊基、1-甲基戊基、1-戊基己基、1-丁基戊基、1-庚基辛基、環(huán)己基、環(huán)辛基、和3，5_四甲基環(huán)己基。 作為碳原子數(shù)I~20的鹵代烷基，例如可列舉氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、和五氟乙基等。其中優(yōu)選為氟甲基、二氟甲基、三氟甲基。 作為碳原子數(shù)I~20的烷氧基，例如可列舉用-OY表示、Y與上述的烷基所說明的同樣的基團(tuán)，優(yōu)選的例子也同樣。 作為碳原子數(shù)6~40的芳基氨基，例如可列舉二苯基氨基等；或具有二苯基氨基、氨基作為取代基的苯基、萘基、蒽基、三亞苯基(triphenylenyl)、突蒽基(fIuoranthenyl)、聯(lián)苯基等。其中，優(yōu)選為具有二苯基氨基、氨基作為取代基的苯基、萘基。 作為取代或未取代的碳原子數(shù)2~40的雜環(huán)基，例如可列舉1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、1-咪唑基、2-咪唑基、1-吡唑基、1-中氮茚基(indolizinyl)、2_中氮茚基、3-中氮茚基、5-中氮茚基、6-中氮茚基、7-中氮茚基、8-中氮茚基、2-咪唑并吡啶基(imidazopyridinyl)、3_咪唑并吡啶基、5-咪唑并吡啶基、6-咪唑并吡啶基、7-咪唑并吡啶基、8-咪唑并吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-異吲哚基、2-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異吲哚基、5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、.1-異苯并呋喃基、3-異苯并呋喃基、4-異苯并呋喃基、5-異苯并呋喃基、6-異苯并呋喃基、.7-異苯并呋喃基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-異喹啉基、3-異喹啉基、4-異喹啉基、5-異喹啉基、6-異喹啉基、7-異喹啉基、8-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、β -咔啉-1-基、β -咔啉-3-基、β -咔啉-4-基、β -咔啉-5-基、β -咔啉-6-基、β-咔啉-7-基、β-咔啉-6-基、β-咔啉-9-基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲繞啉-2-基、1，7-菲繞啉-3-基、1，7_菲繞啉-4-基、1，7-菲繞啉-5-基、1，7-菲繞啉-6-基、1，7-菲繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9-基、.1，7-菲繞啉-10-基、I，8-菲繞啉-2-基、1，8-菲繞啉-3-基、1，8-菲繞啉-4-基、1，.8-菲繞啉-5-基、1，8-菲繞啉-6-基、1，8-菲繞啉-7-基、1，8-菲繞啉_9_基、1，8-菲繞啉-10-基、I，9-菲繞啉-2-基、I，9-菲繞啉-3-基、I，9-菲繞啉-4-基、1，9-菲繞啉-5-基、.1.9-菲繞啉-6-基、1，9-菲繞啉-7-基、1，9-菲繞啉-8-基、1，9-菲繞啉-10-基、1，10-菲繞啉-2-基、1，10-菲繞啉-3-基、1，10-菲繞啉-4-基、1，10-菲繞啉_5_基、2，9-菲繞啉-1-基、2，9-菲繞啉-3-基、2，9-菲繞啉-4-基、2，9-菲繞啉_5_基、2，9-菲繞啉_6_基、.2.9-菲繞啉-7-基、2，9-菲繞啉-8-基、2，9-菲繞啉-10-基、2，8-菲繞啉-1-基、2，8-菲繞啉-3-基、2，8-菲繞啉-4-基、2，8-菲繞啉-5-基、2，8-菲繞啉_6_基、2，8-菲繞啉_7_基、.2,8-菲繞啉-9-基、2，8-菲繞啉-10-基、2，7-菲繞啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7-菲繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉-8-基、2，7-菲繞啉-9-基、.2,7-菲繞啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、.2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋吖基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-叔丁基吡咯-4-基、3-(2-苯基丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-叔丁基-1-吲哚基、4-叔丁基-1-吲哚基、2-叔丁基_3_ 吲噪基、4_叔丁基_3_ 引噪基、1- 二苯并咲喃基、2_ 二苯并咲喃基、3_ 二苯并咲喃基、.4- 二苯并呋喃基、1- 二苯并噻吩基、2- 二苯并噻吩基、3- 二苯并噻吩基、4- 二苯并噻吩基、.1-硅芴基、2-硅芴基、3-硅芴基、4-硅芴基、1-鍺芴基、2-鍺芴基、3-鍺芴基、和4-鍺芴基等。 另外，作為取代基，例如可列舉甲基、乙基、環(huán)己基、異丙基、丁基、和苯基等。 Rl和R2可以相互結(jié)合而形成環(huán)。作為環(huán)，例如優(yōu)選二噁烷環(huán)、苯環(huán)、環(huán)己基環(huán)、萘基環(huán)。
【文檔編號】H01L51/30GK103746076SQ201410038319
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】常琦 申請人:江蘇巨邦環(huán)境工程集團(tuán)股份有限公司