一种具有金属插入层的铁电场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有金属插入层的铁电场效应晶体管及其制备方法，所述铁电场效应晶体管包括衬底，所述衬底的上方生长有氧化物半导体层，所述氧化物半导体层包括沟道区和位于所述沟道区两侧的源区和漏区；在铁电介质层和氧化物半导体层的上方沉积有金属插入层；在源区和漏区的上方分别设置有源极和漏极，在金属插入层的上方设置有栅极；其中，所述金属插入层的热膨胀系数与栅极的热膨胀系数相匹配；通过调整铁电介质层的极化状态来调节铁电场效应晶体管的源极和漏极间的导通状态，从而使得铁电场效应晶体管在逻辑0状态和逻辑1状态之间切换

【技术实现步骤摘要】
一种具有金属插入层的铁电场效应晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及芯片存储器存储领域，尤其涉及一种具有金属插入层的铁电场效应晶体管及其制备方法
。

技术介绍

[0002]FeFET
是一种具有铁电栅极绝缘体的单晶体管存储器，在施加正栅极电压或负栅极电压
(Vg)
下，可以改变铁电极化方向，进而调控
FeFET
的阈值电压
(Vth)
，从而实现
FeFET
作为存储器件的功能，具有结构简单
、
难挥发
、
功耗低
、
可非破坏性读出
、
能抗辐射以及与
CMOS
工艺易兼容
、
可实现集成电路工艺等优点，有望应用于未来嵌入式非易失性存储器
(eVNM)。
然而一些关键问题，比如存储的耐久性有限和易疲劳失效等，是限制
FeFET
迈向市场的最大的挑战
。
[0003]氧化铪
(HfO2)<br/>基铁电体由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有金属插入层的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述铁电场效应晶体管包括衬底
(1)
，所述衬底
(1)
的上方生长有氧化物半导体层
(2)
，所述氧化物半导体层
(2)
包括沟道区
(201)
和位于所述沟道区两侧的源区
(202)
和漏区
(203)
；在铁电介质层
(3)
和氧化物半导体层
(2)
的上方沉积有金属插入层
(4)
；在源区和漏区的上方分别设置有源极
(5)
和漏极
(6)
，在金属插入层
(4)
的上方设置有栅极
(7)
；其中，所述金属插入层
(4)
的热膨胀系数与栅极
(7)
的热膨胀系数相匹配；通过调整铁电介质层的极化状态来调节铁电场效应晶体管的源极和漏极间的导通状态，从而使得铁电场效应晶体管在逻辑0状态和逻辑1状态之间切换；所述逻辑1状态为：当栅极
(7)
施加大于铁电介质层矫顽场的正向电压时，铁电介质层
(3)
产生正极化，使铁电场效应晶体管处于呈现低阈值电压状态，使铁电场效应晶体管的源极
(5)
和漏极
(6)
间为导通状态；所述逻辑0状态为：当栅极
(7)
施加小于铁电介质层负矫顽场的反向电压时，铁电介质层
(3)
产生负极化，使铁电场效应晶体管处于呈现高阈值电压状态，使铁电场效应晶体管的源极
(5)
和漏极
(6)
间为截止状态
。2.
根据权利要求1所述的具有金属插入层的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述金属插入层
(4)
的材料选自
Mo、MoO2、Ti、TiN、Ta、TaN、Al、W
和
WO2。3.
根据权利要求1或2所述的具有金属插入层的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述金属插入层
(4)
的厚度为1～
3nm。4.
根据权利要求1所述的具有金属插入层的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述氧化物半导体层
(2)
的材料选自包括
IGZO、IGTO、IZO、ITO
和
IGZTO。5.
根据权利要求1所述的具有金属插入层的铁电场效...

【专利技术属性】
技术研发人员：林高波，玉虓，马明磊，钱浩吉，张洪瑞，沈荣宗，金成吉，谷超明，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：