公开(公告)号：CN115497924A

公开(公告)日：2022-12-20

申请号：CN202211209910.1

申请日：2022-09-30

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  张文笛 ,  江钧

IPC: H01L23/64 ,  H01L21/8242 ,  H01L27/108 ,  H01L27/11568 ,  H01G11/00 ,  H01G11/84

Abstract: 本发明公开了一种具有超高介电常数和/或铁电剩余极化强度的介质薄膜和器件的制备方法及器件。该方法包含：步骤a，在衬底上或附有第二电极的衬底上形成介质薄膜；该介质薄膜包含Hf1‑xZrxO2薄膜，其为晶体或非晶态薄膜；0≤x≤1；步骤b，在所述介质薄膜上形成第一电极；步骤c，将第一电极分割为若干离散的微结构，每个微结构的横向尺寸为1nm～50μm；步骤d，退火处理，使得所述介质薄膜中低介电常数相减少，高介电常数相增加。采用本发明的方法提供的超高介电常数和/或铁电剩余极化强度的介质薄膜和器件，最高介电常数和铁电剩余极化强度分别可大于921和404μC/cm2，信息存储密度高，能够有效地降低器件的操作电压和漏电流，且与CMOS集成工艺兼容性良好，应用前景良好。

公开(公告)号：CN113421881B

公开(公告)日：2022-08-19

申请号：CN202110577778.9

申请日：2021-05-26

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  庄晓 ,  柴晓杰 ,  江钧 ,  孙杰 ,  张文笛

IPC: H01L27/11507

Abstract: 本发明属于铁电存储器件技术领域，具体为一种通过金属扩散调节铁电存储器表面层有效厚度的方法。本发明是在铁电存储单元表面层与电极接触部位间增加金属扩散层，使金属原子扩散进入部分或全部铁电表面层区域，从而调减表面层有效厚度，实现对表面层选择管开启电压大小的连续调节。本发明在金属扩散层制备完成后，采用高温保温或后热退火的方法调控扩散层金属向铁电材料内部的扩散深度。本发明实现了开启电压连续可调，甚至可降低至接近零；同时，开态电流增大，存储器读写操作电压减小，可提高器件可缩微性或存储密度，实现功耗的大幅度降低，开关比可达105，存储器性能获得大幅度提升。本发明为深化高密度铁电存储器的商业化开拓了思路。

公开(公告)号：CN112466874B

公开(公告)日：2022-07-22

申请号：CN202011234815.8

申请日：2020-11-08

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  汪超 ,  江钧 ,  柴晓杰 ,  张伟

IPC: H01L27/11504 ,  H01L27/11507 ,  H01L27/11514 ,  H01L27/11587 ,  H01L27/1159 ,  H01L27/11597

Abstract: 本发明属于存储技术领域，具体为一种密排结构的面内读写铁电存储器阵列及其制备方法。本发明的面内读写铁电存储器阵列，其中字线集成于铁电存储单元层面内，位线包括第一位线和第二位线层，布局于铁电存储单元层面外，各位线层具有沿第一方向排列的多条位线及多个间隙，间隙包括交替排列的第一间隙群与第二间隙群。第一导电柱阵列连接字线层和第一位线层，第二导电柱阵列连接字线层和第二位线层，二者错开排列。各导电柱与邻接的字线交叉点间隙区域配置有存储器构件。本发明的铁电存储结构具有不破坏存储层器件的存储功能，能够提高存储单元的存储能力，N层字线层存储单元尺寸为4F2/N，F为特征尺寸，适用于高密度器件，且制备简单、成本低。

公开(公告)号：CN111771280A

公开(公告)日：2020-10-13

申请号：CN201880062413.9

申请日：2018-12-10

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  柴晓杰 ,  张岩

IPC: H01L27/11504

Abstract: 本发明公开一种三维非易失性铁电存储器，其包括铁电存储器阵列结构，铁电存储器阵列结构包括堆叠式地布置的多层铁电存储单元阵列，每层铁电存储器单元阵列包括按行和列排列的铁电存储单元；其中，对应铁电存储单元的两侧分别相对地布置有基本正交的字线和位线，对应所述铁电存储单元邻接地布置参考铁电体；铁电存储单元中的电畴的极化方向与施加在字线和位线上的写电压信号的电场方向不垂直；并且，在字线和位线之间施加所述写电压信号时，能够使所述铁电存储单元的电畴发生反转并与其邻接的所述参考铁电体之间建立畴壁导电通道，其中，畴壁导电通道能电连接所述铁电存储单元的两侧的字线和位线。本发明的三维非易失性铁电存储器密度高、成本低。

公开(公告)号：CN105655342B

公开(公告)日：2019-07-23

申请号：CN201610098138.9

申请日：2016-02-23

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  耿文平

IPC: H01L27/11585 ,  G11C11/22

Abstract: 本发明属于铁电存储技术领域，具体为一种非易失性铁电存储器及其制备方法和读/写操作方法。该铁电存储器包括铁电薄膜层及其表面刻蚀铁电存储单元以及设置在铁电存储单元左右制备面内读写电极层；其电畴的极化方向基本不平行所述读写电极层的法线方向。当改变存储单元的面内结构，可以实现多位信息存储。读操作和写操作可以通过表面所刻蚀的存储单元左右沉积读写电极层完成，也可通过在刻蚀铁电存储单元顶部增加一个额外读电极与另外读写电极对任一实现读操作。本发明的铁电存储器结构简单、制备简单、成本低，可以实现以大电流方式对所存储的电畴逻辑信息进行非破坏性快速读出。

公开(公告)号：CN108389962A

公开(公告)日：2018-08-10

申请号：CN201810165811.5

申请日：2018-02-28

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  陈东方

IPC: H01L45/00

Abstract: 本发明属于铁电存储技术领域，具体为一种面内读写的铁电阻变存储器及其增强读/写信号的方法。本发明首先提供一种新颖的面内读写的铁电阻变存储器件，包括在铁电薄膜材料表面制备纳米存储单元，并通过合理调整电极阵列实现增强读写信号；这种效果主要来自于带电畴壁的人工诱导，即通过有意识的将读写电极对与电畴取向呈一定夹角来构建带电畴壁。由于带电畴壁的导电率远高于普通畴壁，能形成带电畴壁的元器件在开态下的电流比常规开态电流高出两个数量级，使信息容易被存储器内高速电路识别。本发明的这种增大读写电流的方法只需要调整存储单元电极对与电畴的水平夹角，工艺简单，不会影响薄膜性能，并且适用于小尺寸、高密度器件的制备。

公开(公告)号：CN103412210B

公开(公告)日：2017-12-29

申请号：CN201310304913.8

申请日：2013-07-19

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  陈志辉

IPC: G01R31/00

Abstract: 本发明属于固态电介质应用技术领域，具体为一种铁电薄膜成核可逆电畴极化强度的测量方法。预极化铁电薄膜电畴极化方向至外加电压的反平行方向，通过施加不同脉冲宽度的电压后，测得不同铁电电容器电压时铁电电容器放电电荷面密度及铁电薄膜反转电畴极化强度；预极化铁电薄膜电畴极化方向至外加电压的平行方向，通过施加不同脉冲宽度的电压后，测得不同铁电电容器电压时铁电电容器放电电荷面密度；最终可计算出铁电薄膜成核可逆电畴极化强度。本发明方法可适应各种情况，而且测量精度高，便于深入了解铁电薄膜成核电畴生长运动的动力学机理，可应用在超高介电响应等新型器件中。

公开(公告)号：CN104637949B

公开(公告)日：2017-11-17

申请号：CN201510036586.1

申请日：2015-01-24

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  耿文平 ,  江钧

IPC: H01L27/11507 ,  G11C11/22

Abstract: 本发明属于铁电存储技术领域，具体为一种非破坏性读出铁电存储器及其制备方法和操作方法。该非破坏性读出铁电存储器包括第一电极层、第二电极层和设置在第一电极层与第二电极层之间的铁电薄膜层，其中，第一电极层中设置有将其分为至少两个部分的间隙，铁电薄膜层的电畴的极化方向基本不垂直且基本不平行第一电极层的法线方向；其中，在第一电极层中的邻接间隙的两个部分之间偏置某一方向的读信号时，对应间隙的部分铁电薄膜层的电畴局部被反转而建立畴壁导电通道。本发明的铁电存储器可以实现电流方式的非破坏性读出，适合于高密度应用，并且制备简单、成本低。

公开(公告)号：CN104637949A

公开(公告)日：2015-05-20

申请号：CN201510036586.1

申请日：2015-01-24

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  耿文平 ,  江钧

IPC: H01L27/115 ,  H01L21/8247 ,  G11C11/22

Abstract: 本发明属于铁电存储技术领域，具体为一种非破坏性读出铁电存储器及其制备方法和操作方法。该非破坏性读出铁电存储器包括第一电极层、第二电极层和设置在第一电极层与第二电极层之间的铁电薄膜层，其中，第一电极层中设置有将其分为至少两个部分的间隙，铁电薄膜层的电畴的极化方向基本不垂直且基本不平行第一电极层的法线方向；其中，在第一电极层中的邻接间隙的两个部分之间偏置某一方向的读信号时，对应间隙的部分铁电薄膜层的电畴局部被反转而建立畴壁导电通道。本发明的铁电存储器可以实现电流方式的非破坏性读出，适合于高密度应用，并且制备简单、成本低。

公开(公告)号：CN101510564B

公开(公告)日：2014-08-06

申请号：CN200910048448.X

申请日：2009-03-27

Applicant: 复旦大学

Inventor： 江安全 ,  马镇

IPC: H01L29/92 ,  H01L29/43

Abstract: 一种基于锆钛酸铅材料的隧道开关，包括：衬底；第一电极，所述第一电极设置于衬底表面；锆钛酸铅材料层，所述锆钛酸铅材料层设置于第一电极远离衬底的表面；介质薄膜层，所述介质薄膜层设置于锆钛酸铅材料层远离第一电极的表面，所述介质薄膜层的材料为高介电常数材料；以及第二电极，所述第二电极设置于介质薄膜层远离锆钛酸铅材料层的表面。本发明的优点在于，采用了高介电常数材料作为介质薄膜层，提高了隧道开关的稳定性和可靠性，更好的满足工业应用的需要。