[发明专利]含有二维电荷载气沟道的铁电存储器器件及其制造方法

权利要求书

1.一种铁电存储器器件，包括：

二维电子气体沟道；

栅极电极；和

铁电元件，位于所述栅极电极与所述二维电子气体沟道之间，

其中所述存储器器件包括单一三维存储器器件，所述单一三维存储器器件包括：

绝缘层和导电层的交替堆叠，在所述衬底上方形成，其中所述栅极电极包括所述导电层中的一个导电层；

存储器开口，竖直延伸穿过所述交替堆叠；

所述二维电子气体沟道，位于存储器开口内部；和

介电芯，由所述沟道环绕。

2.根据权利要求1所述的铁电存储器器件，其中位于所述栅极电极与所述二维电子气体沟道之间的所述铁电元件包括位于所述沟道与所述导电层之间的多个铁电存储器元件中的一个铁电存储器元件。

3.根据权利要求2所述的单一三维存储器器件，其中所述二维电子气体沟道包括金属二硫属化物沟道。

4.根据权利要求3所述的单一三维存储器器件，其中：

所述铁电存储器元件包括管状铁电介电层的竖直延伸穿过所述交替堆叠的所述导电层的部分；并且

所述管状铁电介电层包括：

第一铁电介电层，具有第一带隙能量；和

第二介电层，具有大于所述第一带隙能量的的第二带隙能量，并且位于所述第一铁电介电层与所述金属二硫属化物沟道之间。

5.根据权利要求4所述的单一三维存储器器件，其中：

所述第一铁电介电层包括第一氧化铪铝或氧化铪锆铝层；并且

所述第二介电层包括具有比所述第一氧化铪铝或氧化铪锆铝层更高的铝浓度的第二氧化铪铝或氧化铪锆铝层。

6.根据权利要求3所述的单一三维存储器器件，其中所述金属二硫属化物沟道具有在1个单层至5个单层的范围内的厚度，并且包括其中的所述二维电子气体。

7.根据权利要求6所述的单一三维存储器器件，其中所述金属二硫属化物沟道包含具有Mo_1-xW_xS_2-ySe_y组成的材料，其中x在0至1的范围内，并且y独立于x并且在0至2的范围内。

8.根据权利要求3所述的单一三维存储器器件，其中：

所述衬底包括半导体材料层；并且

所述金属二硫属化物沟道的底端电连接到所述半导体材料层。

9.根据权利要求3所述的单一三维存储器器件，还包括接触所述金属二硫属化物沟道的上端的漏极区。

10.根据权利要求9所述的单一三维存储器器件，其中所述漏极区包括环状掺杂金属二硫属化物漏极部分。

11.根据权利要求9所述的单一三维存储器器件，所述漏极区包括掺杂半导体漏极部分。

12.根据权利要求9所述的单一三维存储器器件，其中所述漏极区包括镍层、硅化镍层、N+掺杂多晶硅层、钛层堆叠和金层的堆叠或镍层和金层的堆叠。

13.根据权利要求1所述的单一三维存储器器件，其中所述铁电存储器元件包括二维范德华铁电元件。

14.根据权利要求13所述的单一三维存储器器件，其中所述铁电存储器元件包含选自CuInP₂S₆、a-In₂Se₃、g-SbP、g-SbAs的二维范德华铁电材料层的部分，或具有MX式的IV族单硫属化物材料，其中M选自Ge、Sn或Pb，并且X选自S、Se或Te。