[发明专利]带铁电或负电容器的半导体器件及其制造方法及电子设备

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

在衬底上形成的栅电极以及源/漏极；

在所述衬底上形成的正电容器，所述正电容器的第一端子电连接至所述栅电极；

在所述衬底上形成的铁电或负电容器，所述铁电或负电容器的第一端子电连接至所述栅电极，

其中，所述正电容器和所述铁电或负电容器中的一个电容器的第二端子电连接至栅电压施加端子，且所述正电容器和所述铁电或负电容器中的另一个电容器的第二端子电连接至所述源/漏极。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述半导体器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述MOSFET是鳍式场效应晶体管FinFET、纳米线场效应晶体管或纳米片场效应晶体管。

4.根据权利要求2或3所述的半导体器件，其中，所述铁电或负电容器的电容值的绝对值大于所述正电容器的电容值、所述MOSFET的栅电极与所述源/漏极之间的电容值以及所述MOSFET的栅电极与另一源/漏极之间的电容值之和。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述MOSFET在300K的温度下具有小于60mV/dec的亚阈值摆幅。

6.根据权利要求2或3所述的半导体器件，其中，所述铁电或负电容器的电容值的绝对值小于所述正电容器的电容值、所述MOSFET的栅电极与所述源/漏极之间的电容值以及所述MOSFET的栅电极与另一源/漏极之间的电容值之和。

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述MOSFET的阈值电压表现出多个不同的数值。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，包括：

在所述衬底上形成的有源区；

在所述有源区上形成且与所述有源区相交的栅堆叠，包括栅介质层和栅导体层，其中，所述栅电极从所述栅导体层引出；以及

在所述栅堆叠的相对两侧在所述有源区中形成的源/漏区，其中，所述源/漏极从所述源/漏区之一引出。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，

所述正电容器和所述铁电或负电容器中的所述一个电容器设置在所述栅堆叠上方，且在竖直方向上与所述栅堆叠至少部分地交迭，

所述正电容器和所述铁电或负电容器中的所述另一个电容器设置在所述源/漏区之一上方，且在所述竖直方向上与所述源/漏区之一至少部分地交迭。

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，

所述正电容器和所述铁电或负电容器中的所述一个电容器包括呈U形的第一电介质层、沿所述U形的第一电介质层的侧壁和底面延伸的第一极板以及在所述U形的第一电介质层内侧形成的第二极板，其中，所述第一极板和所述第二极板在中间夹有所述第一电介质层的情况下彼此相对，所述第一极板电连接至所述栅导体层，所述第二极板电连接至所述栅电压施加端子，

所述正电容器和所述铁电或负电容器中的所述另一个电容器包括在所述第一极板靠近所述源/漏区之一的侧壁上形成的第二电介质层以及在所述第二电介质层上形成的第三极板，其中，所述第一极板与所述第三极板在中间夹有所述第二电介质层的情况下彼此相对，所述第三极板电连接至所述源/漏区之一。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述第一极板与所述第二电介质层相邻的部分相对于所述第一极板的其他部分增厚。