一种高速度、高耐久、低涨落的FeFET及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高速度、高耐久、低涨落的FeFET及其制备方法，属于半导体技术领域。本发明专利技术首先利用刻蚀高k栅介质使其形成多个沟槽，之后在沟槽中生长铁电HZO，再用化学机械抛光减薄至特定尺寸并退火的方法制备FeFET栅叠层。本发明专利技术每个沟槽内生长的铁电HZO单相性高，甚至接近单晶，极化取向及极化翻转一致性非常高，有利于提升FeFET的读写速度，降低器件与器件之间的涨落，且利用氧化物半导体作为沟道，可消除界面层的存在，提升FeFET的保持特性和耐久特性。本发明专利技术制备工艺与CMOS后端工艺兼容完全兼容，有望和CMOS逻辑电路混合集成。有望和CMOS逻辑电路混合集成。有望和CMOS逻辑电路混合集成。

【技术实现步骤摘要】
一种高速度、高耐久、低涨落的FeFET及其制备方法


[0001]本专利技术属于微纳电子学
，具体涉及一种基于新型栅结构的高速度、高耐久、低涨落的FeFET及其制备方法。

技术介绍

[0002]当今时代是数字化的时代，物联网、生物医疗、自动驾驶、云计算等技术的发展需要数据计算及存储能力的进一步提高。在传统冯诺依曼架构体系中，数据的计算与存储彼此分离，其传输使得功耗增加的同时也制约了算力的发展。实现新型低功耗、高密度、高速度的存储器，并发展基于新器件存算一体架构，是打破“存储墙”瓶颈的重要手段之一。在此机遇与挑战下，各种新型存储应运而生，包括铁电存储器(FeFET/FeRAM)、阻变存储器(RRAM)、相变存储器(PCRAM)、磁存储器(MRAM)等，其中，氧化铪基铁电存储器以其读写速度快、低功耗、集成潜力高、非易失等优点而被学术界和工业界广为关注，被认为是后摩尔时代最有潜力的新型存储器之一。
[0003]然而，新型氧化铪基铁电存储也面临着诸多挑战。首先，氧化铪基FeFET耐久性不高，这一方面是由于氧化铪基铁电材料矫顽场较大，饱和极化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FeFET器件，包括一绝缘衬底，其特征在于，绝缘衬底上是经光刻与刻蚀图形化的背栅材料，背栅材料上是高k栅介质材料，所述高k栅介质材料设有多个沟槽，每个沟槽长、宽尺寸为6nm～18nm，所述沟槽里生长铁电HZO，所述高k栅介质材料的厚度为3～10nm，所述高k栅介质材料上是氧化物半导体沟道，氧化物半导体沟道上方两侧分别是源、漏接触金属。2.如权利要求1所述的FeFET器件，其特征在于，所述绝缘衬底采用Si/Sio2、BN、STO、LAO或YSZ。3.如权利要求1所述的FeFET器件，其特征在于，所述背栅材料采用Pt、TiN、TaN、W，或重掺杂的硅或锗，以及LSMO、Nb
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STO、RuO2。4.如权利要求1所述的FeFET器件，其特征在于，所述高k栅介质材料采用Al2O3、HfO2或ZrO2。5.如权利要求1所述的FeFET器件，其特征在于，所述氧化物半导体沟道采用IGZO、IWO、ITO或ZnO2。6.如权利要求1所述的FeFET器件，其特征在于，所述源、漏金属为Al、Sc、Pt、Cr、Pd、Au或Ti。7.如权利要求1所述的FeFET器件，其特征在于，所述背栅材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，唐克超，黄如，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：