[发明专利]一种氧化铪基铁电栅场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，包括：

衬底(1)；

隔离区(2)，设置在所述衬底(1)的周边，其上表面不低于所述衬底(1)的上表面，且底面不低于所述衬底(1)的底面；

栅结构(3)，包括由下至上依次层叠设置在所述衬底(1)上表面中部的缓冲层(31)、浮栅电极(32)、氧化铪基铁电薄膜层(33b)、控制栅电极(34)和薄膜电极层(35)；

侧墙(4)，设置在所述栅结构(3)外侧，其内表面紧贴所述栅结构(3)；

源区(5)和漏区(6)，相对设置在所述栅结构(3)的两侧，由所述隔离区(2)的内侧朝向所述衬底(1)的中部延伸形成，其上表面与所述衬底(1)齐平，且底面不低于所述隔离区(2)的底面；

第一金属硅化物层(71)，由所述隔离区(2)的内侧朝向所述侧墙(4)延伸形成，其上表面高于所述衬底(1)的上表面，底面高于所述隔离区(2)的底面，且所述第一金属硅化物层(71)的长度小于所述源区(5)或漏区(6)的长度；

第二金属硅化物层(72)，设置在所述栅结构(3)上表面，且其下表面紧贴所述栅结构(3)；

所述浮栅电极(32)和控制栅电极(34)的材料为HfN_x，其中，0<x＜1；

所述浮栅电极(32)和控制栅电极(34)的厚度均为5～50nm；

所述氧化铪基铁电薄膜层(33b)的厚度为3～20nm。

2.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，

所述缓冲层(31)的材料为SiO₂、SiON、Al₂O₃、La₂O₃、HfO₂、HfON、HfSiON、铝掺杂HfO₂(Al:HfO₂)中的任意一种或多种；

所述缓冲层(31)的厚度为3～10nm。

3.根据权利要求1-2任一项所述的氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，

所述薄膜电极层(35)的材料为多晶硅、非晶硅、W、TaN、TiN和HfN_x(0＜x≤1.1)中的任意一种或多种；

所述薄膜电极层(35)的厚度为10～200nm。

4.根据权利要求1-2任一项所述的氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，

所述第一金属硅化物层(71)和第二金属硅化物层(72)的材料为TiSi₂、CoSi₂和NiSi₂中的任意一种；

所述第一金属硅化物层(71)和第二金属硅化物层(72)的厚度均为5～30nm。

5.根据权利要求3所述的氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，

所述第一金属硅化物层(71)和第二金属硅化物层(72)的材料为TiSi₂、CoSi₂和NiSi₂中的任意一种；

所述第一金属硅化物层(71)和第二金属硅化物层(72)的厚度均为5～30nm。

6.根据权利要求1、2或5中任一项所述的氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，

所述氧化铪基铁电薄膜层(33b)中的掺杂元素为锆(Zr)、铝(Al)、硅(Si)、钇(Y)、锶(Sr)、镧(La)、镥(Lu)、钆(Gd)、钪(Sc)、钕(Nd)、锗(Ge)、氮(N)中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的氧化铪基铁电栅场效应晶体管，其特征在于，

所述氧化铪基铁电薄膜层(33b)中的掺杂元素为锆(Zr)、铝(Al)、硅(Si)、钇(Y)、锶(Sr)、镧(La)、镥(Lu)、钆(Gd)、钪(Sc)、钕(Nd)、锗(Ge)、氮(N)中的至少一种。