[发明专利]铁电场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电场效应晶体管，包括衬底(10)、源/漏极(20)、栅堆叠(30)和侧墙(40)，其特征在于，所述栅堆叠(30)由沿远离所述衬底(10)的方向顺序层叠的栅介质层(310)、下电极层(320)、铁电层(330)、绝缘介质层(340)和栅极(350)组成，

形成所述绝缘介质层(340)的材料选自SiO₂、La₂O₃、Al₂O₃、TiO₂和Si₃N₄中的任一种或多种，

所述绝缘介质层(340)的厚度为2～10nm，

形成所述铁电层(330)的原料为铪基铁电氧化物，所述铪基铁电氧化物为掺有锆、硅、铝、钇、钆、锶和镧中任一种或多种的氧化铪，

形成所述下电极层(320)的材料为TiN和/或TaN。

2.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述铁电层(330)的厚度为1～10nm。

3.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述下电极层(320)的厚度为1～5nm。

4.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述栅介质层(310)包括依次远离所述衬底(10)的SiO₂中间层和高-k介质层。

5.根据权利要求4所述的铁电场效应晶体管，其特征在于，形成所述高-k介质层的材料选自HfO₂、La₂O₃、Al₂O₃、TiO₂和Si₃N₄中的任一种或多种。

6.根据权利要求4或5所述的铁电场效应晶体管，其特征在于，所述SiO₂中间层的厚度为

7.一种铁电场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，提供具有源/漏极(20)的衬底(10)；

S2，在位于所述源/漏极(20)之间的所述衬底(10)表面形成栅介质层(310)，并在所述栅介质层(310)表面形成包括下电极层(320)、铁电层(330)和上电极层(360)的铁电电容；

S3，去除所述上电极层(360)，并在所述铁电层(330)上形成绝缘介质层(340)；以及

S4，在所述绝缘介质层(340)上形成栅极(350)，

所述步骤S2包括以下过程：S21，在所述衬底(10)上形成所述栅介质层(310)；S22，在所述栅介质层(310)上顺序沉积下电极材料、铁电材料和上电极材料，并进行退火处理，得到所述铁电电容，

所述铁电材料为铪基铁电氧化物，所述铪基铁电氧化物为掺有锆、硅、铝、钇、钆、锶和镧中任一种或多种的氧化铪，

形成所述下电极材料和所述上电极材料为TiN和/或TaN，

所述步骤S3包括以下过程：

S31，去除所述上电极层(360)，并对所述铁电层(330)表面进行处理；

S32，在所述铁电层(330)上沉积绝缘材料，形成所述绝缘介质层(340)，

所述绝缘材料选自SiO₂、La₂O₃、Al₂O₃、TiO₂和Si₃N₄中的任一种或多种，所述绝缘介质层(340)的厚度为2～10nm。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下过程：

S11，在所述衬底(10)上形成假栅堆叠，并在所述假栅堆叠的两侧形成侧墙(40)；

S12，在位于所述侧墙(40)两侧的衬底(10)中形成所述源/漏极(20)；

S13，去除所述假栅堆叠。