[发明专利]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：

存储器电路，包括：

字线；

位线；

公共线；和

存储器晶体管，具有连接至所述字线的栅极、连接至所述位线的漏极以及连接至所述公共线的源极；以及

逻辑电路，包括：

场效应晶体管(FET)，具有栅极、漏极和源极，

其中：

所述存储器晶体管的所述栅极具有形成在栅极介电层上的栅电极层，所述存储器晶体管的所述栅极介电层包括第一绝缘层和第一铁电(FE)材料层，

所述场效应晶体管的所述栅极具有形成在栅极介电层上的栅电极层，所述场效应晶体管的所述栅极介电层包括第二绝缘层和第二铁电材料层，以及

所述存储器晶体管的所述栅极介电层的所述第一绝缘层的厚度不同于所述场效应晶体管的所述栅极介电层的所述第二绝缘层的厚度，所述第一铁电材料层和所述第二铁电材料层具有相同的厚度，所述存储器晶体管的所述栅电极层的厚度不同于所述场效应晶体管的所述栅电极层的厚度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：

所述第一铁电材料层和所述第二铁电材料层由相同的铁电材料制成并且具有相同的厚度。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述存储器晶体管位于存储器区中，所述场效应晶体管位于逻辑电路区中，

所述第一绝缘层的厚度小于所述第二绝缘层的厚度，所述存储器区的工作电压小于所述逻辑电路区的工作电压。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一绝缘层的厚度大于所述第二绝缘层的厚度。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述第一绝缘层的厚度在3nm至9nm的范围内，并且所述第二绝缘层的厚度在1nm至3nm的范围内。

6.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一绝缘层的厚度在1nm至3nm的范围内，并且所述第二绝缘层的厚度在3nm至9nm的范围内。

7.根据权利要求2所述的半导体器件，其中：

所述相同的铁电材料是PGO、PZT、SBT、SBO、SBTO、SBTN、STO、BTO、BLT、LNO、YMnO₃、ZrO₂、硅酸锆、ZrAlSiO、HfO₂、硅酸铪、HfAlO、LaAlO、氧化镧、掺杂Si的HfO₂和Ta₂O₅中的一种。

8.根据权利要求3所述的半导体器件，其中：所述存储器晶体管和所述场效应晶体管中的每个还包括由绝缘材料制成的侧壁间隔件。

9.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述相同的厚度在1nm至300nm的范围内。

10.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层由SiO₂、SiN和SiON的一层或多层制成。

11.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述存储器晶体管的所述栅电极层和所述场效应晶体管的所述栅电极层由多晶硅制成。

12.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第一铁电材料层和所述第二铁电材料层的厚度大于所述第一绝缘层的厚度和所述第二绝缘层的厚度。

13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述逻辑电路包括CMOS反相器，以及所述场效应晶体管是所述CMOS反相器的两个场效应晶体管中的一个。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述逻辑电路是所述存储器电路的字线驱动器和感测放大器中的一个或多个。