[发明专利]铁电体晶体三极管及其在存储单元装置中的应用

权利要求书

1.铁电体晶体管，

——其中，在半导体衬底的主平面上，第一源漏区、沟道区和第二源漏区依次相邻，其中，所述沟道区位于第一源漏区与第二源漏区之间，

——其中，设置一电介质层，该电介质层至少要覆盖所述沟道区的表面，和重叠在第一源漏区的表面上，

——其中，在所述电介质层的表面上，配置有一铁电体层，该铁电体层至少盖住了第一源漏区与沟道区相毗连的部分。

——其中，在所述电介质层的表面上，还配置有第一极化电极和第二极化电极，而所述的铁电体层由处于两者之间，

——其中，在所述沟道区第一区段的上方，配置有一栅电极，

其中，所述电介质层的厚度在第一区段上方处的部分小于在所述沟道区第二区段上方而又在第二极化电极下方的那部分，

——其中，所述电介质层的厚度在第一源漏区与所述沟道区相毗连部分上方处的尺寸的确定要能够使得，与主平面平行对齐的所述铁电体层的剩余极化强度，可以在所述沟道区第二区段内产生补偿电荷。

2.根据权利要求1的铁电体晶体管，其中，在第一源漏区与所述沟道区相毗连部分上方处的所述电介质层的厚度要小于在所述沟道区第二区段上方那部分的厚度，并且也小于所述沟道区第二区段平行于主平面那部分的尺寸。

3.根据权利要求1或2的铁电体晶体管，其中，所述铁电体层部分地位于所述沟道区的上方，而在所述沟道区与第一源漏区相毗连部分上方处的所述电介质层的厚度和在第一源漏区与所述沟道区相毗连部分上方处的厚度基本相同。

4.根据权利要求1至3中任一项的铁电体晶体管，其中，第二极化电极和栅电极彼此相邻，并做成一个公共电极。

5.根据权利要求1至4中任一项的铁电体晶体管，其中，处于第一极化电极以下的部分所述电介质层的厚度与处于第一源漏区与所述沟道区相毗连部分上方的部分的厚度基本相同。

6.根据权利要求1至4中任一项的铁电体晶体管，其中，在第一极化电极下方的所述电介质层的厚度和在第二极化电极下方的厚度基本相同。

7.根据权利要求1至6中任一项的铁电体晶体管，其中，所述电介质层包括第一电介质层和第二电介质层，而第一电介质层位于所述主平面上，且第二电介质层在所述栅电极范围内有一缺口，以使该栅电极安置第一电介质层的表面上。

8.根据权利要求7的铁电体晶体管，

——其中，第一电介质层包含有SiO₂(氧化硅)、CeO₂(氧化铈)、ZrO₂(氧化锆)或Ta₂O₅(氧化钽)，厚度为3.5nm～20nm，

——其中，第二电介质层包含有Si₃N₄(氮化硅)或CeO₂(氧化铈)，且在所述沟道区的第二区段上方处的部分层厚为10至500nm，在第一源漏区与所述沟道区相毗连部分上方处的部分之层厚为10～300nm。

9.根据权利要求1至8中任一项的铁电体晶体管，其中，铁电体层包含有SBT(SrBi₂Ta₂O₉九氧化锶二铋二钽)、PZT(PbZr_xTi_1-xO₂二氧化铅x锆1-x钛)或BMF(BaMgF₄四氟化钡镁)。

10.采用权利要求1至9中任一项所述的铁电体晶体管，作为一个存储单元装置中的存储单元。