一种高带宽铪基铁电存储器及其制作方法

本申请涉及半导体存储，尤其涉及一种高带宽铪基铁电存储器及其制作方法。

背景技术：

1、铁电存储器作为一种新型存储器，具有非易失、读写速度快、擦写能耗低和抗辐照特性优等优点。铪基铁电材料具有在几个到几十纳米的超薄厚度的良好铁电特性和天然抗辐照的特性，且极化翻转速度快，具有无限耐久性和cmos工艺兼容的优点，被广泛应用于铁电存储器中包括fefet和feram中，实现了高性能的新型铁电存储器。

2、随着人工智能、5g通讯和物联网技术的快速发展，对存储器的带宽和功耗提出了更高的要求，新型非易失铪基feram阵列应运而生。新型非易失铪基feram阵列结构简单，可实现高密度集成、且读写电压低、断电可保持数据、无需刷新，使其能够达到超低能耗，此外铁电畴的翻转速度为纳秒级，使其实现高速存储。然而，相关技术提供的铁电存储器仍存在带宽较小、容量较小的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供一种高带宽铪基铁电存储器及其制作方法。

2、第一方面，本申请实施例提供的一种高带宽铪基铁电存储器，包括多个沿第一方向堆叠设置的铁电存储器阵列晶圆，沿第一方向相邻的两个铁电存储器阵列晶圆物理连接和电连接。

3、在本申请的一种可能的实现方式中，所述铁电存储器阵列晶圆包括衬底层和器件层，沿所述第一方向相邻的两个所述铁电存储器阵列晶圆的器件层相对。

4、在本申请的一种可能的实现方式中，所述铁电存储器阵列晶圆包括衬底层和器件层，沿所述第一方向相邻的两个所述铁电存储器阵列晶圆的衬底层相对。

5、在本申请的一种可能的实现方式中，所述铁电存储器阵列晶圆包括多个铁电存储阵列，每个所述铁电存储阵列包括行译码电路和驱动电路模块、列译码电路和灵敏放大器模块、以及铁电存储单元阵列。

6、在本申请的一种可能的实现方式中，每个存储单元阵列包括多个存储单元，每个所述存储单元包括两个晶体管、两个铪基铁电电容、字线wl、位线bl、位线bln和板线pl，其中，所述字线用于控制所述晶体管的开关，所述板线pl、位线bl和所述位线bln用于向所述存储单元中写入或读出数据，所述板线pl用于对所述铪基铁电电容充电使所述铪基铁电电容极化。

7、第二方面，本申请实施例提供一种高带宽铪基铁电存储器的制作方法，用于制作第一方面任一项中的高带宽铪基铁电存储器，该制作方法包括：

8、制备第一铁电存储器阵列晶圆；

9、将所述第一铁电存储器阵列晶圆的衬底层与载体晶圆进行键合；

10、暴露出所述第一铁电存储器阵列晶圆的cu和sio2界面；

11、制备第二铁电存储器阵列晶圆；

12、暴露出第二铁电存储器阵列晶圆的cu和sio2界面；

13、将第一铁电存储器阵列晶圆和第二铁电存储器阵列晶圆进行对准和压合，完成布线和所述第一铁电存储器阵列晶圆和所述第二铁电存储器阵列晶圆的电学连接；

14、去除所述载体晶圆。

15、在本申请实施例提供的高带宽铪基铁电存储器中，通过将多个铁电存储器阵列晶圆沿第一方向进行堆叠设置，能够提高铁电存储器的带宽，降低铁电存储器的功耗。同时，通过上述设置，本申请实施例提供的高带宽铪基铁电存储器还具有较大的容量以及抗辐照的优点。

技术特征：

1.一种高带宽铪基铁电存储器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高带宽铪基铁电存储器，其特征在于，所述铁电存储器阵列晶圆包括衬底层和器件层，沿所述第一方向相邻的两个所述铁电存储器阵列晶圆的所述器件层相对；或者沿所述第一方向相邻的两个所述铁电存储器阵列晶圆的所述衬底层相对。

3.根据权利要求1所述的高带宽铪基铁电存储器，其特征在于，所述铁电存储器阵列晶圆包括衬底层和器件层，沿所述第一方向相邻的两个所述铁电存储器阵列晶圆中其中一个所述铁电存储器阵列晶圆的所述器件层和另一个所述铁电存储器阵列晶圆的所述衬底层相对。

4.根据权利要求1所述的高带宽铪基铁电存储器，其特征在于，所述铁电存储器阵列晶圆包括多个铁电存储阵列，每个所述铁电存储阵列包括行译码电路和驱动电路模块、列译码电路和灵敏放大器模块、以及铁电存储单元阵列。

5.根据权利要求4所述的高带宽铪基铁电存储器，其特征在于，每个存储单元阵列包括多个存储单元，每个所述存储单元包括两个晶体管、两个铪基铁电电容、字线wl、位线bl、位线bln和板线pl，其中，所述字线用于控制所述晶体管的开关，所述位线bl和所述位线bln用于向所述存储单元中写入或读出数据，所述板线pl用于对所述铪基铁电电容充电使所述铪基铁电电容极化。

6.一种高带宽铪基铁电存储器的制作方法，其特征在于，用于制作权利要求1至5中任一项所述的高带宽铪基铁电存储器，所述制作方法包括：

技术总结本发明公开了一种高带宽铪基铁电存储器及其制作方法，涉及半导体存储技术领域。该高带宽铪基铁电存储器包括多个沿第一方向堆叠设置的铁电存储器阵列晶圆，沿第一方向相邻的两个铁电存储器阵列晶圆物理连接和电连接。本发明提供的高带宽铪基铁电存储器具有抗辐照、较大的带宽，较低的功耗和较大的容量的优点。技术研发人员：彭悦,武秋霞,张进成,郝跃受保护的技术使用者：西安电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25