[发明专利]一种HfO2

说明书

本发明公开了一种HfOsubgt;2/subgt;基铁电场效应晶体管存储器件均一性优化方法，包括：制备一个圆柱状的绝缘层，在所述绝缘层外围上增加一个空心圆柱状的沟道层，在所述沟道层外围上增加一个空心圆柱状的第二绝缘层，在所述第二绝缘层外围上增加一个空心圆柱状的HfOsubgt;2/subgt;基铁电薄膜层，在所述绝缘层两端，分别增加空心圆柱状的源极层、空心圆柱状的漏极极层；形成HfOsubgt;2/subgt;基铁电场效应晶体管存储器件。本发明所述的HfOsubgt;2/subgt;基铁电场效应晶体管存储器件均一性优化方法可以有效的改变阈值的漂移、存储窗口的变化，从而改良HfOsubgt;2/subgt;基铁电场效应晶体管存储器的均一性。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术，尤其涉及一种HfO₂基铁电场效应晶体管存储器件均一性优化方法。

背景技术

氧化铪(HfO₂)基铁电场效应晶体管(FeFET)存储器具有结构简单、非破坏性读取、工作电压低等优点，因此具有非常良好的应用前景。掺杂HfO₂薄膜在厚度薄至几纳米时仍具有良好的铁电性能，与CMOS工艺相兼容，使得HfO₂基FeFET能满足电子器件高集成度和稳定性的发展需求，氧化铪基FeFET存储器已然成为当前研究热点，是新型半导体存储器的重要发展方向。

然而，FeFET中HfO₂基铁电薄膜是多晶、多相结构，随机分布的铁电/顺电晶粒、晶粒取向和相界等微结构将引起小面积HfO₂基铁电薄膜之间的性能差异，比如：影响极化翻转程度和铁电极化大小，这是阻碍FeFET存储器产业化的技术瓶颈。所述铁电相具有自发极化，是一种具有非对称中心的亚稳态正交相结构。所述顺电相不具有自发极化，是单斜相、四方相、立方相结构的统称。氧化铪基FeFET存储器是依靠氧化铪铁电薄膜中的铁电相极化翻转来完成读写过程的。在随机概率生成铁电相的实验中，由于生成的铁电相含量及分布不同，铁电相极化翻转的程度也不一样，所得到的HfO₂基FeFET存储器的电学性能也大不一样，比如阈值(Vth)的漂移、存储窗口(MW)的变化，影响存储器件的均一性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有的HfO₂基铁电场效应晶体管存储器均一性不好，提供一种可以改良HfO₂基铁电场效应晶体管存储器件均一性的优化方法。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种HfO₂基铁电场效应晶体管存储器件均一性优化方法，包括：

S1：制备一个圆柱状的绝缘层，所述绝缘层为SiO₂、SiON、Al₂O₃、HfO₂、ZrO2、TiO₂、La₂O₃、HfSiON与GeO₂中的一种或多种组成，所述绝缘层的直径为a；

S2：在所述绝缘层外围上增加一个空心圆柱状的沟道层，所述沟道层厚度为b；

S3：在所述沟道层外围上增加一个空心圆柱状的第二绝缘层，所述第二绝缘层为SiO₂、SiON、Al₂O₃、HfO₂、ZrO2、TiO₂、La₂O₃、HfSiON与GeO₂中的一种或多种组成，所述第二绝缘层厚度为c；

S4：在所述第二绝缘层外围上增加一个空心圆柱状的HfO₂基铁电薄膜层，所述HfO₂基铁电薄膜层为HfO₂、掺杂的HfO₂、ZrO₂或掺杂的ZrO₂中的一种或多种，所述HfO₂基铁电薄膜层厚度为d；