[發明專利]半導體鐵電存儲晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201380030192.4
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104471702B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 酒井滋樹;張*;高橋光惠
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人產業技術綜合研究所
• 主分類號: H01L21/8246
• 分類號: H01L21/8246;C23C14/08;H01L27/105
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 劉航,段承恩

1.一種半導體鐵電存儲晶體管，具有在有源極區和漏極區的半導體基體上依次層疊有絕緣體和柵電極導體的結構，該半導體鐵電存儲晶體管的特征在于，所述絕緣體包含鐵電性絕緣體，所述鐵電性絕緣體由鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物構成。

2.根據權利要求1所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述絕緣體是在所述基體上依次層疊第一絕緣體、第二絕緣體而構成，所述第二絕緣體的主成分為所述鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物。

3.根據權利要求1所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述絕緣體是在所述基體上依次層疊第一絕緣體、第二絕緣體、第三絕緣體而構成，所述第二絕緣體的主成分為所述鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物。

4.根據權利要求1～3的任一項所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，在所述鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物中，鈣元素相對于鍶元素的比率為三分之二以下。

5.根據權利要求1～3的任一項所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物具有鉍層狀鈣鈦礦型的晶體結構。

6.根據權利要求2或3所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述第一絕緣體為含有鉿的氧化物、鍶和鈦的氧化物、這些氧化物中的任意兩種以上的復合氧化物、或者這些氧化物中的任意兩種以上的氧化物的層疊氧化物。

7.根據權利要求6所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述含有鉿的氧化物是鉿氧化物、鉿和鋁的氧化物中的至少一種。

8.根據權利要求3所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述第三絕緣體為含有鉿的氧化物、鍶和鈦的氧化物、這些氧化物中的任意兩種以上的復合氧化物、或者這些氧化物中的任意兩種以上的氧化物的層疊氧化物。

9.根據權利要求8所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述含有鉿的氧化物是鉿氧化物。

10.根據權利要求1～3的任一項所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述絕緣體的膜厚為250nm以下。

11.根據權利要求2或3所述的半導體鐵電存儲晶體管，其特征在于，所述第一或第三絕緣體的膜厚為15nm以下。

12.一種權利要求1所述的半導體鐵電存儲晶體管的制造方法，所述半導體鐵電存儲晶體管具有在有源極區和漏極區的半導體基體上依次層疊有絕緣體和柵電極導體的結構，所述絕緣體包含鐵電性絕緣體，所述鐵電性絕緣體由鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物構成，

該制造方法包括半導體基體的表面清洗工序、絕緣體沉積工序、柵電極導體形成工序和熱處理工序。

13.根據權利要求12所述的半導體鐵電存儲晶體管的制造方法，其特征在于，所述熱處理工序的溫度為760℃～833℃。

14.根據權利要求12所述的半導體鐵電存儲晶體管的制造方法，其特征在于，所述絕緣體沉積工序中的由鍶和鈣和鉍和鉭的氧化物構成的鐵電性絕緣體沉積工序，是使用了鍶和鈣和鉍和鉭的組成比不同的多種氧化物靶的脈沖激光沉積法或濺射法。