[发明专利]一种铁电薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电薄膜晶体管，其特征在于，包括：

衬底；所述衬底由氟晶云母材料组成；

在所述衬底上形成的缓冲层；

在所述缓冲层上形成的底栅电极；

在所述底栅电极上形成的铁电薄膜层；

在所述铁电薄膜层上形成的高介电材料缓冲层；

在所述高介电材料缓冲层上形成的沟道层；

在所述高介电材料缓冲层上形成的源电极且同所述源电极分离形成的漏电极；

所述源电极和所述漏电极分别覆盖于所述沟道层两端的端部。

2.如权利要求1所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述铁电薄膜层由氧化铪基材料组成。

3.如权利要求2所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述氧化铪基材料为Zr掺杂HfO₂材料、Y掺杂HfO₂材料、Gd掺杂HfO₂材料、La掺杂HfO₂材料、Sr掺杂HfO₂材料中的一种。

4.如权利要求1或2所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述铁电薄膜层的厚度为5nm-25nm。

5.如权利要求1所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述缓冲层的材料为钇稳定氧化锆、钌酸锶或铁酸钴中的一种，且所述缓冲材料的厚度为30nm-50nm。

6.如权利要求1所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述底栅电极的材料为氮化钛，且所述底栅电极的厚度为40nm-60nm。

7.如权利要求1所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述沟道层的材料为氮镓铝或氧化锌，且所述沟道层的厚度为10nm-20nm。

8.如权利要求1所述的铁电薄膜晶体管，其特征在于，所述源电极的厚度为80nm-100nm，所述漏电极的厚度为80nm-100nm。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的铁电薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用脉冲激光沉积工艺或原子层沉积工艺，在所述衬底上沉积缓冲层；

(2)利用磁控溅射工艺，在步骤(1)中的所述缓冲层上沉积栅金属，得到底栅电极；

(3)利用脉冲激光沉积工艺或原子层沉积工艺，在步骤(2)中的所述底栅电极上沉积氧化铪基材料，得到铁电薄膜层；

(4)利用磁控溅射工艺或原子层沉积工艺，在步骤(3)中的所述铁电薄膜层上沉积高介电材料，得到高介电材料缓冲层；

(5)利用脉冲激光沉积工艺或化学气相沉积工艺，在步骤(4)中的所述高介电材料缓冲层上进行外延生长半导体材料，得到半导体材料层；

(6)利用光刻和刻蚀工艺，把光刻板上的图形转移到步骤(5)的所述半导体材料层上，进行光刻和刻蚀，以形成沟道层；

(7)利用磁控溅射工艺，在步骤(6)中的所述沟道层上沉积栅金属，以形成金属电极层；

(8)利用光刻和刻蚀工艺，把光刻板上的图形转移到步骤(7)中的所述金属电极层上，并进行光刻和刻蚀，以形成源电极和漏电极，得到所述铁电薄膜晶体管。