[发明专利]具有背栅负电容的半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底；

在衬底上设置的有源层；

设于有源层上的控制栅；

设于有源层下的背栅，其中，背栅包括负电容器；

其中，负电容器的电容绝对值大于控制栅所导致的控制栅电容；有源层包括二维半导体材料，所述二维半导体材料包括如下材料的一种或几种：MoS₂、ReS₂、MoSe₂、石墨烯、硅烯、黑磷以及二维六方氮化硼。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，负电容器包括第一导电层、负电容材料层和第二导电层的叠层。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，第一导电层和第二导电层包括TiN。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，负电容材料层包括铁电材料。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，负电容材料层包括含Hf、Zr、Ba、La或Sr的材料。

6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，负电容材料层包括：HfO₂、HfZrO₂、HfAlO₂、HfSiO₂、BaTiO₃、KH₂PO₄、PbZrO₃、SrTiO₃、NBT或它们的任意组合。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，背栅还包括背栅介质，负电容器介由背栅介质与有源层相对。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，还包括：与负电容器电连接的背栅接触部。

9.一种制造半导体器件的方法，包括：

在衬底上形成负电容器；

在负电容器上形成背栅介质层；

在背栅介质层上形成有源层；以及

在有源层上形成控制栅；

其中，负电容器的电容绝对值大于控制栅所导致的控制栅电容；

形成有源层包括：

提供二维半导体材料，二维半导体材料包括如下材料的一种或几种：MoS₂、ReS₂、MoSe₂、石墨烯、硅烯、黑磷以及二维六方氮化硼。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成负电容器包括：

在衬底上依次叠置第一导电层、负电容材料层和第二导电层，

其中，在第二导电层上形成背栅介质层。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

形成到第一导电层的背栅接触部。

12.一种电子设备，包括由如权利要求1-8任一项所述的半导体器件。

13.根据权利要求12所述的电子设备，该电子设备包括智能电话、计算机、可穿戴智能设备、移动电源。