[发明专利]半导体器件、包括该半导体器件的半导体装置和电子设备

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

第一电极；

第二电极，与所述第一电极隔开而不直接接触；

铁电层；

导电金属氧化物层；以及

半导体层，

其中所述铁电层、所述导电金属氧化物层和所述半导体层在所述第一电极和所述第二电极之间。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述导电金属氧化物层在所述铁电层和所述半导体层之间。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中

所述半导体器件配置为根据在所述第一电极和所述第二电极之间形成的电场的方向来控制所述铁电层的极化的极化方向，以及

所述半导体器件进一步配置为根据所述铁电层的所述极化的所述极化方向在所述半导体层中形成耗尽区或累积区。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述导电金属氧化物层包括从由铟氧化物、锌氧化物、锡氧化物及其任意组合组成的组中选择的一种或更多种材料。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述导电金属氧化物层具有等于或大于100S/cm的电导率。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述导电金属氧化物层具有拥有(111)和/或(001)晶向的晶体结构。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中在所述导电金属氧化物层和所述铁电层之间的晶格常数的差异等于或小于10％。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述半导体层包括从由III-V族化合物半导体、有机半导体、金属氧化物半导体、二维材料、过渡金属二硫化物和量子点组成的组中选择的一种或更多种材料。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述半导体层具有等于或小于5.0eV的能带间隙。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层包括由MO₂表示的材料作为基础材料，其中M是Hf、Zr或其组合。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中

所述铁电层包括由MO₂表示的材料作为基础材料，其中M是Hf、Zr或其组合，以及

所述铁电层进一步包括掺杂剂材料，所述掺杂剂材料包括从由C、Si、Ge、Sn、Pb、Al、Y、La、Gd、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf及其任意组合组成的组中选择的一种或更多种材料。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层包括正交晶相。

13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层具有拥有(111)和/或(001)晶向的晶体结构。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层、所述导电金属氧化物层和所述半导体层均包括金属氧化物。

15.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层、所述导电金属氧化物层和所述半导体层均独立地具有在0.1nm和20nm之间的厚度。

16.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述半导体器件配置为具有根据所述铁电层的极化的极化方向产生的可变电阻，所述可变电阻具有5.0或更大的电阻比。

17.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一电极、所述第二电极、或所述第一电极和所述第二电极两者包括金属、金属氮化物、金属氧化物或其任意组合。