[发明专利]一种铁电场效应晶体管存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，包括：

衬底；

晶体管栅极结构，所述晶体管栅极结构设于所述衬底的表面，包括自下而上依次层叠设置的绝缘层、铁电层和栅电极层；

所述衬底上形成有源极和漏极，且所述晶体管栅极结构位于所述源极和所述漏极之间；

所述源极、所述栅电极层和所述漏极上分别连接有金属引线。

2.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，还包括：保护层；

所述保护层覆盖于所述衬底的表面，并包覆所述晶体管栅极结构；

所述金属引线的一端均连接所述源极、所述栅电极层和所述漏极，所述金属引线的另一端均穿过所述保护层并延伸至所述保护层外。

3.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，

所述衬底包括硅或锗。

4.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，

所述绝缘层包括SiO₂、SiON、HfO₂和HfSiON中的一种。

5.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，

所述铁电层包括氧化铪基铁电薄膜；或

所述铁电层包括Zr、Y、Al、Gd、Sr和La中的一种或多种元素掺杂的氧化铪基铁电薄膜。

6.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，

所述栅电极层包括硅化镍、硅化钴、硅化铪、硅化铂、硅化钛、硅化钼和硅化钨中的一种。

7.根据权利要求1所述的铁电场效应晶体管存储器，其特征在于，

所述金属引线包括铝或铜。

8.一种铁电场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底表面自下而上依次层叠设置绝缘层、铁电层和栅电极层；

对所述绝缘层、所述铁电层和所述栅电极层进行刻蚀，在所述衬底表面定义出源极区和漏极区，并形成晶体管栅极结构；

通过离子注入技术形成晶体管的源极和漏极，并进行退火以激活所述源极和所述漏极；

在所述晶体管上覆盖SiO₂，以形成保护层；

在所述源极、所述栅电极层和所述漏极上分别连接金属引线，得到铁电场效应晶体管存储器；

其中，所述金属引线的一端均连接所述源极、所述栅电极层和所述漏极，所述金属引线的另一端均延伸至所述保护层外。

9.一种铁电场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底表面自下而上依次层叠设置绝缘层和栅电极层；

对所述绝缘层和所述栅电极层进行刻蚀，在所述衬底表面定义出源极区和漏极区，并形成晶体管栅极结构；

通过离子注入技术形成晶体管的源极和漏极，并进行退火以激活所述源极和所述漏极；

在所述晶体管上覆盖SiO₂，以形成保护层；

通过化学机械抛光技术对所述晶体管进行平面化抛光，并刻蚀除去所述晶体管栅极结构；

在除去所述晶体管栅极结构的区域自下而上依次层叠设置绝缘层、铁电层和栅电极层，并进行快速退火处理，得到铁电场效应晶体管存储器；

在所述铁电场效应晶体管存储器上覆盖SiO₂，以形成保护层；

在所述源极、所述栅电极层和所述漏极上分别连接金属引线，得到铁电场效应晶体管存储器；

其中，所述金属引线的一端均连接所述源极、所述栅电极层和所述漏极，所述金属引线的另一端均延伸至所述保护层外。

10.一种铁电场效应晶体管存储器的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底表面自下而上依次层叠设置绝缘层、铁电层和栅电极层；

对所述绝缘层、所述铁电层和所述栅电极层进行刻蚀，在所述衬底表面定义出源极区和漏极区，并形成晶体管栅极结构；

通过离子注入技术形成晶体管的源极和漏极，并进行退火以激活所述源极和所述漏极；

在所述晶体管上覆盖SiO₂，以形成保护层；

通过化学机械抛光技术对所述晶体管进行平面化抛光，并刻蚀除去所述晶体管栅极结构的所述栅电极层；

在所述晶体管栅极结构上再次设置栅电极层，得到铁电场效应晶体管存储器；

在所述铁电场效应晶体管存储器上覆盖SiO₂，以形成保护层；

在所述源极、所述栅电极层和所述漏极上分别连接金属引线，得到铁电场效应晶体管存储器；

其中，所述金属引线的一端均连接所述源极、所述栅电极层和所述漏极，所述金属引线的另一端均延伸至所述保护层外。