[發(fā)明專(zhuān)利]場(chǎng)效晶體管、半導(dǎo)體器件及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110654840.X
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113394297A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬禮修;賈漢中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/78
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/78;H01L29/51;H01L27/1159
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

一種半導(dǎo)體器件包括晶體管及鐵電隧道結(jié)。鐵電隧道結(jié)連接到晶體管的漏極接觸件。鐵電隧道結(jié)包括第一電極、第二電極、結(jié)晶氧化物層及鐵電層。第二電極設(shè)置在第一電極之上。結(jié)晶氧化物層與鐵電層彼此直接接觸地設(shè)置在第一電極與第二電極的中間。結(jié)晶氧化物層包含結(jié)晶氧化物材料。鐵電層包含鐵電材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)實(shí)施例是涉及場(chǎng)效晶體管、半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路(integrated circuit，IC)行業(yè)已經(jīng)歷快速增長(zhǎng)。IC材料及設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步已產(chǎn)生幾代IC，其中每一代具有比前一代更小且更復(fù)雜的電路。在IC演進(jìn)的過(guò)程中，功能密度(即，每芯片面積的內(nèi)連器件的數(shù)目)一般會(huì)增大，同時(shí)幾何大小(即，可使用制作工藝形成的最小組件或線)已減小。此種按比例縮小工藝一般通過(guò)提高生產(chǎn)效率及降低相關(guān)聯(lián)成本來(lái)提供益處。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件包括晶體管及鐵電隧道結(jié)。所述鐵電隧道結(jié)連接到所述晶體管的漏極接觸件。所述鐵電隧道結(jié)包括第一電極、第二電極、結(jié)晶氧化物層及鐵電層。所述第二電極設(shè)置在所述第一電極之上。所述結(jié)晶氧化物層與所述鐵電層彼此直接接觸地設(shè)置在所述第一電極與所述第二電極的中間。所述結(jié)晶氧化物層包含結(jié)晶氧化物材料。所述鐵電層包含鐵電材料。

根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，一種場(chǎng)效晶體管包括源極區(qū)、漏極區(qū)、溝道區(qū)及柵極結(jié)構(gòu)。所述溝道區(qū)設(shè)置在所述源極區(qū)與所述漏極區(qū)之間。所述柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述溝道區(qū)上。所述柵極結(jié)構(gòu)包括依序堆疊在所述溝道區(qū)上的晶體氧化物層、鐵電層及柵極金屬層。所述晶體氧化物層包含具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化物。具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的所述氧化物包括選自氧化鎂、氧化鋁及氧化鉭中的至少一種。所述鐵電層包含鐵電材料。所述鐵電材料直接設(shè)置在具有所述結(jié)晶結(jié)構(gòu)的所述氧化物上。

根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件的制造方法包括以下步驟。在內(nèi)連結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電圖案上形成底部金屬層。在所述底部金屬層上形成結(jié)晶氧化物毯覆層及鐵電毯覆層。所述結(jié)晶氧化物毯覆層包含具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化物。所述鐵電毯覆層在實(shí)體上接觸所述結(jié)晶氧化物毯覆層。所述結(jié)晶氧化物毯覆層的具有所述結(jié)晶結(jié)構(gòu)的所述氧化物充當(dāng)所述鐵電毯覆層的鐵電材料的模板。在所述結(jié)晶氧化物毯覆層及所述鐵電毯覆層之上形成頂部金屬層。將堆疊的所述底部金屬層、所述結(jié)晶氧化物毯覆層、所述鐵電毯覆層及所述頂部金屬層圖案化，以分別形成鐵電隧道結(jié)的底部電極、結(jié)晶氧化物層、鐵電層及頂部電極。

附圖說(shuō)明

結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明，會(huì)最好地理解本公開(kāi)的各個(gè)方面。應(yīng)注意，根據(jù)本行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)慣例，各種特征并非按比例繪制。事實(shí)上，為使論述清晰起見(jiàn)，可任意增大或減小各種特征的尺寸。

圖1A到圖1G是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的在半導(dǎo)體器件的制造工藝期間形成的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

圖1H到圖1J是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的氧化鎂晶格的不同取向的示意圖。

圖2A到圖2I是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的在半導(dǎo)體器件的制造工藝期間形成的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

圖3A到圖3G是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的在半導(dǎo)體器件的制造工藝期間形成的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

圖4A到圖4G是根據(jù)本公開(kāi)一些實(shí)施例的分層結(jié)構(gòu)(layered structure)的示意性剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)提供用于實(shí)施所提供主題的不同特征的許多不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵玛U述組件及排列的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本公開(kāi)。當(dāng)然，這些僅為實(shí)例且不旨在進(jìn)行限制。舉例來(lái)說(shuō)，以下說(shuō)明中將第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征與第二特征被形成為直接接觸的實(shí)施例，且也可包括其中第一特征與第二特征之間可形成有附加特征從而使得所述第一特征與所述第二特征可不直接接觸的實(shí)施例。另外，本公開(kāi)可能在各種實(shí)例中重復(fù)使用參考編號(hào)和/或字母。這種重復(fù)使用是出于簡(jiǎn)潔及清晰的目的，而不是自身指示所論述的各種實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。