[發明專利]電子器件、制造其的方法和包括其的存儲器件

在審

• 申請號: 202010939673.9
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN113097303A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 文泰歡;李銀河;金正華;李香淑;趙常玹;許鎮盛
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L27/11502
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

提供了包括具有被調整的晶向的電介質層的電子器件、制造該電子器件的方法和包括該電子器件的存儲器件。該電子器件包括提供在襯底上的籽晶層和提供在籽晶層上的電介質層。籽晶層包括具有被配向的晶向的晶粒。電介質層包括具有配向在與籽晶層的晶向相同的方向上的晶向的晶粒。

技術領域

本公開涉及電子器件和制造其的方法，更具體地，涉及包括具有被調整的晶向的電介質層的電子器件和制造該電子器件的方法。

背景技術

根據相關技術的基于硅的電子器件在針對其操作特性和針對按比例縮小的改善方面受到限制。例如，當根據相關技術的基于硅的邏輯晶體管的操作電壓和電流特性被測量時，已知亞閾值擺幅(SS)被限制為約60mV/dec。此外，隨著邏輯晶體管的尺寸減小，由于以上限制，可能難以將操作電壓降低至0.8V或更小。因此，隨著基于硅的邏輯晶體管中的功率密度增大，在邏輯晶體管的按比例縮小方面可能存在限制。

發明內容

提供了包括電介質層的電子器件和制造該電子器件的方法，該電介質層具有被調整的晶向。

另外的方面將在下面的描述中被部分地闡述，并將部分自該描述明顯，或者可以通過實踐本公開的所呈現的實施方式而獲知。

根據實施方式的一方面，一種電子器件包括：襯底；在襯底上的籽晶層，該籽晶層包括具有被配向的晶向的晶粒；在籽晶層上的電介質層，該電介質層包括具有配向在與籽晶層的晶向相同的方向上的晶向的晶粒；以及在電介質層上的電極。

源極、漏極以及在源極與漏極之間的溝道層可以在襯底的上表面處或上表面上，溝道層可以在與電極對應的位置。電極可以是柵電極。

溝道層可以包括Si、Ge、III-V族半導體、氧化物半導體、氮化物半導體、氮氧化物半導體、二維半導體材料、量子點和有機半導體中的至少一種。

籽晶層可以包括氧化物、氮化物、硫族化物和二維絕緣體材料中的至少一種。

氧化物可以包括Y、Si、Al、Hf、Zr、La、Mo、W、Ru和Nb中的至少一種的氧化物。氧化物還可以包括摻雜劑。

籽晶層可以具有約0.5nm至約3nm的厚度。

電介質層可以包括鐵電體。

電介質層可以包括Hf、Si、Al、Zr、Y、La、Gd和Sr中的至少一種的氧化物。電介質層還可以包括摻雜劑。

電介質層可以具有約0.5nm至約20nm的厚度。

籽晶層和電介質層的晶粒的晶向可以具有111取向。

根據實施方式的另一方面，在電子器件中，電極可以是第一電極，襯底可以是第二電極。

根據實施方式的另一方面，一種制造電子器件的方法包括：準備其中具有溝道層的襯底；在溝道層上形成籽晶層，該籽晶層包括具有被配向的晶向的晶粒；在籽晶層上形成電介質層，該電介質層包括具有配向在與籽晶層的晶向相同的方向上的晶向的晶粒；以及在電介質層上形成柵電極。

籽晶層的形成可以包括在溝道層上沉積第一非晶電介質材料層以及使所沉積的第一非晶電介質材料層結晶。

籽晶層的形成可以包括將具有被配向的晶向的晶粒轉移到溝道層上。

電介質層的形成可以通過在籽晶層上沉積第二非晶電介質材料層以及使所沉積的第二非晶電介質材料層結晶而形成，該電介質層包括具有配向在與籽晶層的晶向相同的方向上的晶向的晶粒。

電介質層可以包括鐵電體。

電介質層可以包括Hf、Si、Al、Zr、Y、La、Gd和Sr中的至少一種的氧化物。電介質層還可以包括摻雜劑。

電子器件可以是電容器，并且可以具有剩余極化。