[发明专利]铁电存储器件

说明书

本发明提供一种铁电存储器件。根据一个实施例的铁电存储器件包括：半导体衬底、设置在半导体衬底上的沟道层、设置在沟道层上的铁电层、以及设置在铁电层上的栅电极层。沟道层包括外延膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月15日提交的第10-2018-0030344号韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。

技术领域

本公开的各种实施例总体涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种铁电存储器件。

背景技术

通常，铁电材料是指在没有施加外部电场的状态下具有自发电极化的材料。具体地，铁电材料可以保持两种稳定的剩余极化(remanent polarization)状态中的任何一种。这些特性可以被使用在存储器件中，用于以非易失性方式储存逻辑信息“0”或“1”。

同时，由于剩余极化可以通过外部电场的施加来切换，因此积极地进行了关于非易失性存储器件中的铁电材料的应用的研究。作为应用示例，在具有单个晶体管的单元结构中，非易失性存储器件可以在晶体管的栅电介质层中使用铁电材料。根据从外部施加的电压的大小或极性，包括铁电材料的栅电介质层可以储存具有不同极化方向的剩余极化。另外，不同的电势极化方向可以将不同类型的电荷诱导至晶体管的沟道区中。结果，可以测量晶体管的沟道电阻以识别所储存的剩余极化。

发明内容

公开了根据本公开一个方面的铁电存储器件。所述铁电存储器件包括：半导体衬底、设置在所述半导体衬底上的沟道层、设置在所述沟道层上的铁电层、以及设置在所述铁电层上的栅电极层。所述沟道层包括外延膜。

公开了根据本公开另一方面的铁电存储器件。所述铁电存储器件包括：半导体衬底、设置在所述半导体衬底上的阈值开关层、设置在所述阈值开关层上的铁电层、以及设置在所述铁电层上的栅电极层。

公开了根据本公开又一方面的铁电存储器件。所述铁电存储器件包括：半导体衬底、设置在所述半导体衬底上并具有沟槽的鳍式结构、垂直层叠在所述沟槽中的多个电阻层，每个电阻层具有不同的电阻、以及与所述多个电阻层中的每个电阻层电连接的栅电极层。所述多个电阻层设置在所述栅电极层与所述铁电层之间。

附图说明

图1是示意性地示出根据本公开的比较示例的铁电存储器件的截面图。

图2是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储器件的截面图。

图3A至图3C是示意性地示出根据本公开的实施例的三维铁电存储器件的图。

图4是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储器件的截面图。

图5A至图5C是示意性地示出根据本公开的实施例的铁电存储器件的操作方法的图。

图6A至图6C是示意性地示出根据本公开的实施例的三维铁电存储器件的图。

图7A至图7D是示意性地示出根据本公开的实施例的三维铁电存储器件的图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图描述各种实施例。在附图中，为了清楚说明，层和区域的尺寸可能被夸大。附图相对于观察者的视点来描述。如果一个元件被称为位于另一个元件上，则可以理解该元件直接位于该另一个元件上，或者附加的元件可以介于该元件和该另一个元件之间。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

另外，词的单数形式的表达应被理解为包括词的复数形式，除非在上下文中明确地不这样使用。应理解，术语“包括”、“包含”或“具有”旨在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不用于排除一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在或添加的可能性。