[發明專利]一種性能可調的晶體管

有效

• 申請號: 201911050394.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN111029409B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 康曉旭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/10;H01L29/06
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;馬盼

1.一種性能可調的晶體管，其特征在于，包括源極、漏極和柵區，所述柵區自下而上包括背電極、柵極介質層、溝道層、鐵電材料層和上電極，其中，所述溝道層連接至源極和漏極，所述上電極與源極和漏極分別通過隔離介質層隔離；所述上電極中包括M個隔離層，所述隔離層將所述上電極劃分為M+1個區域；M為大于0的正整數；

通過在上電極不同區域施加不同電壓，使得對應于上電極不同區域的鐵電材料層具有不同的剩余極化強度，進而使得對應于鐵電材料層不同區域的溝道層具有不同帶隙，從而形成性能可調的晶體管。

2.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述柵極介質層覆蓋在所述背電極的上表面和側壁，所述溝道層覆蓋在所述柵極介質層的上表面和側壁，所述溝道層沿著柵極介質層的側壁底部向外延伸，直至連接所述源極和漏極。

3.根據權利要求2所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述鐵電材料層覆蓋在所述溝道層的上表面和側壁，所述上電極覆蓋在所述鐵電材料層的上表面和側壁。

4.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述溝道層為二維材料。

5.根據權利要求4所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述溝道層包括石墨烯層或者二硫化鉬或者硅薄膜。

6.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述鐵電材料層包括氧化鉿、PZT鐵電材料、BST鐵電材料中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述隔離層貫穿所述上電極。

8.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述隔離層貫穿所述上電極和鐵電材料層。

9.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述源極和漏極短接，且所述源極、漏極和溝道層共同形成極化下電極，通過在上電極不同區域施加不同電壓，使得對應于上電極不同區域的鐵電材料層具有不同剩余極化強度。

10.根據權利要求1所述的一種性能可調的晶體管，其特征在于，所述背電極作為極化下電極，通過在上電極不同區域施加不同電壓，使得對應于上電極不同區域的鐵電材料層具有不同剩余極化強度。