[发明专利]半导体器件及制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于，包括铁电层衬底、栅极、源极、漏极、浅沟槽隔离结构和侧墙，所述铁电层衬底自下而上包括第一硅层、第一氧化层、铁电层、第二氧化层和第二硅层，所述栅极、所述源极、所述漏极和所述浅沟槽隔离结构设置于所述铁电层衬底上，所述侧墙环绕所述栅极设置，且所述栅极的中部自下而上包括层间介质层、介电层、保护层和金属层，其中，所述铁电层的材料为铁电性材料，所述介电层的材料包括二氧化铪基高介电常数材料或二氧化铪基材料中的一种。

2.根据权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述层间介质层、所述介电层和所述保护层垂直于长度方向的截面均呈凹型，所述金属层垂直于长度方向的截面呈矩形。

3.根据权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述层间介质层垂直于长度方向的截面呈凹型，所述介电层、所述保护层和所述金属层垂直于长度方向的截面呈矩形。

4.根据权利要求2或3所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述介电层和所述层间介质层的厚度比为10:1。

5.根据权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述源极嵌于所述衬底内，且与所述铁电层相接触。

6.根据权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述漏极嵌于所述衬底内，且与所述铁电层相接触。

7.根据权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述铁电性材料为二氧化铪基体系材料。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述铁电性材料为钙钛矿结构材料。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述浅沟槽隔离结构嵌于所述衬底内，且贯穿所述第二硅层、所述第二氧化层、所述铁电层和所述第一氧化层。

10.一种如权利要求1～9任一所述半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取铁电层衬底，然后在所述铁电层衬底上依次形成浅沟槽隔离结构以及阱区，其中，所述铁电层衬底自下而上依次包括第一硅层、第一氧化层、铁电层、第二氧化层和第二硅层，其中，所述铁电层的材料为铁电性材料；

S2：在所述阱区上生长栅氧化层，然后在所述栅氧化层上依次沉积层间介质层、多晶硅层以及硬掩膜层，以形成虚拟栅刻蚀结构；

S3：对所述虚拟栅刻蚀结构进行刻蚀以及去除所述硬掩膜层，以形成虚拟栅；

S4：环绕所述虚拟栅形成侧墙，然后在所述阱区上生成源极和漏极；

S5：在所述侧墙内沉积层间介质层，以及去除所述多晶硅层；

S6：在所述层间介质层上沉积介电层，然后对所述介电层进行刻蚀，其中，所述介电层的材料包括二氧化铪基高介电常数材料或二氧化铪基材料中的一种；

S7：在所述介电层上沉积保护层，然后对所述保护层进行刻蚀；

S8：在所述保护层上沉积金属层，以形成栅极。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S1a：对所述第一硅层的表面进行氧化，以使所述第一硅层的表面形成所述第一氧化层，以及对所述第二硅层的表面进行氧化，以使所述第二硅层的表面形成所述第二氧化层；

S2a：在所述第一氧化层上沉积所述铁电层；

S3a：将所述铁电层和所述第二氧化层键合，然后剥离部分所述第一硅层或所述第二硅层，以得到所述铁电层衬底。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述步骤S1a中，还包括向所述第一硅层或所述第二硅层注入离子，以便于剥离部分所述第一硅层或所述第二硅层。