[发明专利]三维（3D）铁电偶极金属氧化物半导体铁电场效应晶体管（MOSFEFET）系统及相关方法和系统

权利要求书

1.一种存储器系统，包括：

三维(3D)铁电偶极金属氧化物半导体铁电场效应晶体管(MOSFeFET)系统，包括：

底部电介质层，被设置在基板上方；

至少一个源极线；

栅极层，被设置在所述底部电介质层上方；

顶部电介质层，被设置在所述栅极层上方；

至少一个位线，被设置为使得所述底部电介质层、所述栅极层和所述顶部电介质层在所述至少一个源极线和所述至少一个位线之间；

至少一个互连，在所述底部电介质层和所述顶部电介质层之间延伸，所述至少一个互连将所述至少一个源极线与所述至少一个位线电互连；以及

至少一个铁电偶极MOSFeFET，被形成在所述至少一个互连和所述栅极层的交叉区域处。

2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述至少一个位线被设置在所述底部电介质层下方，并且所述至少一个源极线垂直于所述至少一个位线而被设置在所述顶部电介质层上方。

3.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述至少一个源极线被设置在所述底部电介质层下方，并且所述至少一个位线垂直于所述至少一个源极线而被设置在所述顶部电介质层上方。

4.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述3D铁电偶极MOSFeFET系统还包括：

至少一个附加电介质层，被设置在所述栅极层上方；

至少一个附加栅极层，被设置在所述至少一个附加电介质层和所述顶部电介质层之间；

一个或多个附加源极线，平行于所述至少一个源极线而被设置；

一个或多个附加位线，平行于所述至少一个位线而被设置；

一个或多个附加互连，每个附加互连从所述底部电介质层垂直地延伸到所述顶部电介质层，将所述一个或多个附加源极线中的相应源极线与所述一个或多个附加位线中的相应位线电互连；以及

一个或多个附加铁电偶极MOSFeFET，被形成在所述至少一个互连和所述至少一个附加栅极层之间、所述一个或多个附加互连和所述栅极层之间、以及所述一个或多个附加互连和所述至少一个附加栅极层之间的一个或多个交叉区域处。

5.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述至少一个互连包括至少一个柱形贯穿层硅棒，包括：

空心柱侧壁，具有铁电环，所述铁电环由对应于内半径的内圆柱和对应于外半径的外圆柱界定，所述外半径大于所述内半径；

贯穿层硅棒，填充所述空心柱侧壁的所述内圆柱，并且被耦合到所述至少一个源极线；

硅棒顶部，被设置在所述贯穿层硅棒上方；以及

硅化物层，被设置在所述硅棒顶部和所述至少一个位线之间。

6.根据权利要求5所述的存储器系统，其中所述空心柱侧壁的所述铁电环由铁电材料形成，所述铁电材料从以下组中选择，所述组包括：铝掺杂的铪氧化物(HfAlOx)、锆掺杂的铪氧化物(HfZrOx)、以及硅掺杂的铪氧化物(HfSiOx)。

7.根据权利要求5所述的存储器系统，其中所述至少一个铁电偶极MOSFeFET包括：

栅极电极，由所述栅极层形成；

漏极电极，由所述贯穿层硅棒形成，并且被耦合到所述至少一个位线；

源极电极，由所述贯穿层硅棒形成，并且被耦合到所述至少一个源极线；

沟道区，由所述漏极电极和所述源极电极之间的所述贯穿层硅棒形成；以及

铁电层，由所述栅极电极和所述沟道区之间的所述空心柱侧壁的所述铁电环形成。

8.根据权利要求7所述的存储器系统，还包括控制器，所述控制器被配置为基于电场对所述至少一个铁电偶极MOSFeFET进行编程或擦除。