TW201719649A

Methods of operating ferroelectric memory cells, and related ferroelectric memory cells

Abstract

Methods of operating a ferroelectric memory cell. The method comprises applying one of a positive bias voltage and a negative bias voltage to a ferroelectric memory cell comprising a capacitor including a top electrode, a bottom electrode, a ferroelectric material between the top electrode and the bottom electrode, and an interfacial material between the ferroelectric material and one of the top electrode and the bottom electrode. The method further comprises applying another of the positive bias voltage and the negative bias voltage to the ferroelectric memory cell to switch a polarization of the ferroelectric memory cell, wherein an absolute value of the negative bias voltage is different from an absolute value of the positive bias voltage. Ferroelectric memory cells are also described.

Term

No projected expiry on record.

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20 claims: 5 independent, 15 dependent

  1. 1
    一種操作一鐵電記憶體胞之方法,該方法包括: 將一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者施加至包括一鐵電電容器之一鐵電記憶體胞;及 將該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之另一者施加至該鐵電記憶體胞以切換該鐵電記憶體胞之一極化,該負偏壓電壓具有不同於該正偏壓電壓之一量值。
  2. 2
    如請求項1之方法,其中施加一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者包括:施加具有小於等於該正偏壓電壓之一絕對值之約2/3之一絕對值之該負偏壓電壓。
  3. 3
    如請求項1之方法,其中: 施加一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者包括:施加約1.8 V之一正電壓;及 施加該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之另一者包括:施加約-1.2 V之一負偏壓電壓。
  4. 4
    如請求項1之方法,其中將一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者施加至包括一鐵電電容器之一鐵電記憶體胞包括:將該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之一者施加至該鐵電電容器之一第一電極,該第一電極具有不同於該鐵電電容器之一第二電極之一厚度。
  5. 5
    如請求項1之方法,其中將一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者施加至包括一鐵電電容器之一鐵電記憶體胞包括:將該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之一者施加至該鐵電電容器,該鐵電電容器包括一界面材料,該界面材料包括氮化鈦鋁、氧化鈦或氮化鋁。
  6. 6
    如請求項1至5中任一項之方法,其中將一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者施加至包括一鐵電電容器之一鐵電記憶體胞包括:將該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之一者施加至該鐵電電容器,該鐵電電容器包括氮化鈦鋁作為其之一第一電極或一第二電極之一者。
  7. 7
    如請求項1至5中任一項之方法,其中將一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者施加至包括一鐵電電容器之一鐵電記憶體胞包括:將該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之一者施加至該鐵電電容器,該鐵電電容器包括介於一第一電極與一第二電極之間之氧化鉿及氧化鋯之至少一者。
  8. 8
    如請求項1至5中任一項之方法,其中施加一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者包括:施加具有介於該正偏壓電壓之一量值之約1/2與約2/3之間之一量值之一負偏壓電壓。
  9. 9
    如請求項1至5中任一項之方法,其中施加一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者包括:將該正偏壓電壓施加至該鐵電電容器,該鐵電電容器具有不同於一負剩餘極化之一正剩餘極化。
  10. 10
    如請求項1至5中任一項之方法,其進一步包括:在預定數目個週期之後,更改該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之至少一者。
  11. 11
    如請求項1至5中任一項之方法,其中施加一正偏壓電壓及一負偏壓電壓之一者包括:將該正偏壓電壓及該負偏壓電壓之一者施加至該鐵電電容器,該鐵電電容器包括一第一電極、介於該第一電極與一鐵電材料之間之一界面材料、及相鄰於該鐵電材料之一第二電極。
  12. 12
    一種鐵電記憶體胞,其包括: 一電容器,該電容器包括: 一第一電極,其包括氮化鈦鋁; 一第二電極,其包括氮化鈦、氮化鈦鋁或氮化鉭;及 一鐵電材料,其包括氧化鉿、氧化鋯或其等之一組合,該鐵電材料介於該第一電極與該第二電極之間。
  13. 13
    如請求項12之鐵電記憶體胞,其進一步包括介於該第一電極與該第二電極之間之一界面材料。
  14. 14
    如請求項13之鐵電記憶體胞,其中該界面材料包括氧化鈦、氮化鋁、或該第一電極之一材料之一種氧化物。
  15. 15
    如請求項13之鐵電記憶體胞,其中該界面材料直接覆於該第一電極上且接觸該第一電極。
  16. 16
    如請求項13之鐵電記憶體胞,其中該鐵電材料直接覆於該界面材料上且接觸該界面材料。
  17. 17
    如請求項12之鐵電記憶體胞,其中該第一電極包括不同於該第二電極之一厚度。
  18. 18
    如請求項12至17中任一項之鐵電記憶體胞,其中該鐵電材料進一步包括一摻雜劑,該摻雜劑包括矽、鋁、鋯、鎂、鍶、釓、釔或其等之組合。
  19. 19
    如請求項12至17中任一項之鐵電記憶體胞,其中該第二電極包括氮化鈦。
  20. 20
    如請求項12至17中任一項之鐵電記憶體胞,其進一步包括一半導體基板,該半導體基板包括一源極區域及一汲極區域,該源極區域或該汲極區域之至少一者與該電容器接觸。
Independent claims20