[发明专利]一种铁电材料可重构场效应晶体管

摘要

本发明公开了一种铁电材料可重构场效应晶体管，该晶体管包括：沟道、设置在沟道一端的漏极及沟道另一个端的源极、设置在沟道外侧的栅极介电缓冲层、包裹在栅极介电缓冲层外侧的铁电材料层、分别设置在源极和漏极端且铁电材料层外侧的控制栅极以及极性栅极、用于控制栅极和极性栅极与源极和漏极电学隔离的内边墙及外边墙。本发明置于栅极介电缓冲层外侧的铁电材料层能在其下方沟道处产生的极化电荷，提高了栅极对沟道的控制能力，增大了相同栅极电压下的开启电压，降低了器件的亚阈值摆幅，减小了器件的静态功耗。栅极介电缓冲层隔离了沟道与铁电材料，阻挡二者的相互扩散并不对铁电材料层的极化特性产生影响。

主权项

1.一种铁电材料可重构场效应晶体管，其特征在于，该晶体管包括：/n沟道（1）；/n设置在沟道（1）一端的漏极（7）及沟道另一个端的源极（8）；/n设置在沟道（1）外侧的栅极介电缓冲层（2）；/n包裹在栅极介电缓冲层（2）外侧的铁电材料层（3）；/n分别设置在源极（8）和漏极（7）端且铁电材料层（3）外侧的控制栅极（9）以及极性栅极（4）；/n用于控制栅极（9）、极性栅极（4）和源极（8）、漏极（7）电学隔离的内边墙（5）及外边墙（6）；/n其中：/n所述沟道（1）为硅纳米线、锗纳米线、锗硅纳米线、砷化镓纳米线、氮化镓纳米线、磷化铟纳米线或碳纳米管；/n所述栅极介电缓冲层（2）为淀积包裹在沟道（1）外侧的二氧化硅、二氧化铪、氮氧化硅材料或所述材料的组合堆叠；/n所述铁电材料层（3）为淀积包裹栅极介电缓冲层（2）的钙钛矿型铁电体、铌酸锂型铁电体、钨青铜型铁电体或铋层状钙钛矿结构铁电体材料；/n所述源极（8）和漏极（7）采用的材料为钛硅化物、镍硅化物、钴硅化物、氮化钛和氮化钽中的一种或几种组合；/n所述控制栅极（9）和极性栅极（4）采用的材料为淀积在铁电材料层外侧经光刻、刻蚀后形成的铝、铜、银、金、多晶硅、氮化钽或氮化钛；/n所述源极（8）、漏极（7）一侧的内边墙（5）材料为二氧化铪、氮化硅、氮氧化硅和碳氮化硅中的一种或几种组合；/n所述源极（8）、漏极（7）一侧的外边墙（6）材料为二氧化硅、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃和空气中的一种或几种组合。/n