[发明专利]一种不同厚度铁电层的负电容场效应晶体管及制备方法

权利要求书

1.一种不同厚度铁电层的负电容场效应晶体管，所述晶体管包括衬底、埋氧化层、基于顶层形成的源区、基于顶层形成的漏区、基于顶层形成的全耗尽或部分耗尽的沟道、侧墙，以及源区漏区之间通过侧墙隔离的栅氧化层、负电容铁电层、金属层，其特征在于：

所述负电容铁电层的厚度由所述源区至所述漏区方向不同。

2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述负电容铁电层的铁电材料为氧化铪基铁电体、有机铁电材料、层状铋系铁电材料、锆钛酸铅铁电材料、钙铁矿型铁电体、铌酸锂型铁电体、钨青铜型铁电体和铋层状钙铁矿结构铁电体材料中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述负电容铁电层的厚度由源区至漏区方向阶梯递减或递增，阶梯的数量为n，其中n≥2。

4.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述负电容铁电层的厚度由源区至漏区方向线性递减或递增。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述衬底和顶层采用的材料为硅、锗、锗硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅和磷化铟中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述金属层采用的材料为铝、铜、银、金、多晶硅、氮化钛或氮化钽中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述侧墙采用的材料为氮化硅、氮氧化硅和碳氧化硅中的任意一种。

8.一种不同厚度铁电层的负电容场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用智能剥离技术形成具有衬底、埋氧化层和顶层的三层结构；

在所述顶层上沉积栅氧化层，并在所述栅氧化层上沉积多晶硅作为虚拟栅；

通过淀积和刻蚀工艺形成侧墙，并在所述顶层上进行选择性外延工艺形成抬升区域，并利用离子注入工艺在两侧抬升区域形成源区和漏区，所述顶层的所述栅氧化层下方区域形成沟道；

通过湿法刻蚀去除虚拟栅；

通过沉积工艺在所述栅氧化层上形成铁电层；

利用掩膜板保护所述铁电层的最高级阶梯区域的沉积的铁电材料，通过刻蚀工艺将所述铁电层中不属于所述最高级阶梯区域的铁电材料去除，形成厚度呈阶梯变化的负电容铁电层；

通过刻蚀工艺去除所述掩膜板；

利用物理气相淀积工艺制备金属层。