[发明专利]逻辑开关器件及其制造方法

权利要求书

1.一种逻辑开关器件，包括：

沟道；

源极和漏极，都连接到所述沟道；

栅电极，布置为面对所述沟道；以及

畴转变层，在所述沟道和所述栅电极之间，

其中所述畴转变层是非存储元件并包括至少一个结构，所述至少一个结构包括包含铁电畴的至少一个铁电材料区域和包含反铁电畴的至少一个反铁电材料区域。

2.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述畴转变层根据外部电场在极化变化处具有非磁滞行为特性。

3.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述畴转变层包括在平行于所述栅电极的方向上布置的所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域。

4.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述畴转变层包括在垂直于所述栅电极的方向上布置的所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域。

5.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述畴转变层包括至少两个结构，所述至少两个结构中的第一结构包括在平行于所述栅电极的方向上布置的所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域，所述至少两个结构中的第二结构包括在垂直于所述栅电极的方向上布置的至少一个铁电材料区域和至少一个反铁电材料区域。

6.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域包括相同的基材，但具有不同的晶相。

7.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述至少一个铁电材料区域具有正交晶相，所述至少一个反铁电材料区域具有四方晶相。

8.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域具有不同的掺杂浓度。

9.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域包括不同的掺杂剂。

10.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域中的至少一个包括基于Hf的氧化物和基于Zr的氧化物中的至少一种。

11.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述至少一个铁电材料区域和所述至少一个反铁电材料区域中的至少一个包括掺杂剂，其中所述掺杂剂包括硅(Si)、铝(Al)、锆(Zr)、钇(Y)、镧(La)、钆(Gd)、锶(Sr)和铪(Hf)中的至少一种。

12.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述畴转变层中所述至少一个铁电材料区域与所述至少一个反铁电材料区域的体积比在从10:90至90:10的范围内。

13.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述畴转变层与所述沟道直接接触。

14.如权利要求1所述的逻辑开关器件，还包括：

绝缘层，在所述沟道和所述畴转变层之间。

15.如权利要求1所述的逻辑开关器件，还包括：

绝缘层，在所述沟道和所述畴转变层之间；和

导电层，在所述绝缘层和所述畴转变层之间。

16.如权利要求1所述的逻辑开关器件，其中所述沟道包括硅(Si)、锗(Ge)、硅锗(SiGe)、III-V族半导体、氧化物半导体、氮化物半导体、氮氧化物半导体、二维(2D)材料、量子点和有机半导体中的至少一种。