一种基于双层掺杂Al制造技术

一种基于双层掺杂Al1‑

【技术实现步骤摘要】
一种基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体存储
，特别涉及一种基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N(铝钪氮)的铁电调控晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术的不断发展与应用，形形色色的人工智能模块层出不穷。在集成电路发展的过去几十年中，基于冯
·
诺依曼架构的计算体系不断发展，但由于其存算分离的特征，使得处理器与存储模块之间的信息传输量大幅增加。随着器件尺寸向着亚微米级的发展而不断缩小，基于存算分离体系的计算系统额外功耗持续增长，这有悖于芯片性能提升的要求。由于人体大脑的工作是存算一体且并行工作的，近年来，人们开始探寻具有类脑存算一体特征的计算系统来解决当前集成电路发展的问题，因此一些具有类似神经形态计算的器件例如忆阻器、相变存储器、阻变存储器等层出不穷。
[0003]尽管两端器件等可以有效地模拟神经突触的工作模式，但其在运算与存储时仍存在时间差。晶体管作为三端器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管，包括衬底层(1)及位于衬底层(1)上的沟道层(2)，所述沟道层(2)上分布源极区(3)、栅介质层和漏极区(4)，其特征在于，所述栅介质层为双层掺杂结构，每层均采用Al1‑
x
Sc
x
N铁电材料，其中x表示掺入Sc的摩尔浓度，x的取值范围为25％
‑
40％，所述双层掺杂结构的掺Sc浓度不同。2.根据权利要求1所述基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管，其特征在于，所述衬底层(1)以单晶氧化镓作为衬底材料。3.根据权利要求1所述基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管，其特征在于，所述沟道层(2)以β
‑
Ga2O3作为沟道材料，沟道层(2)的厚度为100
‑
200nm。4.根据权利要求1所述基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管，其特征在于，所述栅介质层与所述沟道层(2)之间设置有缓冲层(5)，所述缓冲层的材料为Al2O3，所述栅介质层位于所述缓冲层(5)上，所述缓冲层(5)的厚度为2
‑
8nm。5.根据权利要求1至4任一权利要求所述基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管，其特征在于，所述栅介质层由下铁电薄膜层(6)和上铁电薄膜层(7)组成，所述下铁电薄膜层(6)的材料为掺入Sc的摩尔浓度为25％的Al
0.75
Sc
0.25
N，所述上铁电薄膜层(7)的材料为掺入Sc的摩尔浓度为37.5％的Al
0.625
Sc
0.375
N；所述栅介质层的厚度为25
‑
85nm，其中下铁电薄膜层(6)厚度为5
‑
15nm，上铁电薄膜层(7)厚度为20
‑
70nm。6.权利要求1所述基于双层掺杂Al1‑
x
Sc
x
N的铁电调控晶体管的制备方法，其特征在于，步骤如下：在衬底层(1)上外延生长沟道层(2)；在沟道层(2)上制备相互隔离的源极区(3)与漏极区(4)；利用磁控溅射工艺或原子层淀积工艺，在沟道层(2)上位于源极区(3)与漏极区(4)之间制备双层掺杂结构的栅介质层；在所述栅介质层上制备栅电极(8)；在所述源极区(3)与漏极区(4)上制备源电极(9)与漏电极(10)。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：常晶晶，薛怡馨，林珍华，郭兴，苏杰，赵雪，魏葳，胡赵胜，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：