半导体器件及制造半导体器件的方法技术

本公开涉及半导体器件及制造半导体器件的方法。半导体器件包括：衬底，在垂直方向设置在衬底上的铁电层，设置在铁电层上的电荷俘获层，设置在电荷俘获层上的栅极绝缘层，以及设置在栅极绝缘层上的栅电极层。电荷俘获层包括金属有机骨架层和嵌入金属有机骨架层中的金属颗粒。属颗粒。属颗粒。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及制造半导体器件的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年9月1日向韩国知识产权局提交的编号为10
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2021
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0116639的韩国申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。


[0003]本公开总体上涉及一种包括铁电层的半导体器件。

技术介绍

[0004]通常，铁电材料可以指在未施加外部电场的状态下具有自发电极化的材料。此外，铁电材料可能会根据外部施加的电场而表现出极化电滞(hysteresis)行为。因此，通过控制所施加的电场，在极化电滞曲线上可以可逆地具有两个稳定的剩余极化状态之一。该特征可以应用于“0”和“1”信号信息的非易失性储存。
[0005]最近，正在对其中在栅极介电层中使用铁电材料的场效应晶体管型非易失性存储器件进行研究。可以通过向非易失性存储器件提供写入电压以将不同的剩余极化状态作为逻辑信息写入栅极介电层来执行对非易失性存储器件的写入操作。非易失性存储器件的读取操作可以利用场效应晶体管的沟道层的电阻根据写入栅极介电层中的剩余极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：衬底；铁电层，设置在所述衬底上；电荷俘获层，设置在所述铁电层上；栅极绝缘层，设置在所述电荷俘获层上；以及栅电极层，设置在所述栅极绝缘层上，其中，所述电荷俘获层包括金属有机骨架层和嵌入所述金属有机骨架层中的金属颗粒。2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：分别设置在所述衬底的不同区域中的源极区和漏极区。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述铁电层包括选自铪氧化物、锆氧化物和铪锆氧化物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属有机骨架层包括具有空腔的二维导电金属有机骨架。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述金属有机骨架层包括堆叠在所述铁电层上的至少两个导电金属有机骨架，其中，所述至少两个导电金属有机骨架的所述空腔被设置为在所述金属有机骨架层的厚度方向上彼此重叠，以及其中，所述金属颗粒被设置于重叠的空腔的内部。6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述导电金属有机骨架包括选自六羟基苯并菲、六亚氨基苯并菲、六硫代苯并菲、六氢苯、六氨基苯和六硫代苯中的至少一种。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属颗粒包括选自钴Co、镍Ni、铜Cu、铁Fe、铂Pt、金Au、银Ag、铱Ir、钌Ru、钯Pd和锰Mn中的至少一种。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属颗粒根据施加在所述栅电极层与所述衬底之间的电压的极性将电荷俘获或解除俘获。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属颗粒规则地排列在所述金属有机骨架层中。10.一种半导体器件，包括：衬底；沟道层，在垂直方向上设置在所述衬底之上；铁电层，设置在所述沟道层上；电荷俘获层，设置在所述铁电层上；栅极绝缘层，设置在所述电荷俘获层上；栅电极层，设置在所述栅极绝缘层上；以及源电极层和漏电极层，被设置为在所述衬底之上分别接触所述沟道层的相对的端部，其中，所述电荷俘获层包括金属有机骨架层和嵌入所述金属有机骨架层中的金属颗粒。11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述沟道层包括半导体材料。12.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述金属有机骨架层包括具有空腔的二
维导电金属有机骨架。13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中，所述金属有机骨架层包括堆叠在所述铁电层上的至少两个导电金属有机骨架，其中，所述至少两个导电金属有机骨架的空腔被设置为在所述金属有机骨架层的厚度方向上彼此重叠，以及其中，所述金属颗粒被设置于重叠的空腔的内部空间中。14.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成铁电层；在所述铁电层上堆叠具有空腔的二维导电金属有机骨架以形成金属有机骨架层，所述导电金属有机骨架的空腔被设置为在所述金属有机骨架层的厚度方向上彼此重叠；将金属颗粒设置于重叠的空腔之中以形成电荷俘获层；在所述电荷俘获层上形成栅极绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：具元泰，李在吉，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：