[发明专利]半导体器件

说明书

一种半导体器件包括铁电层、第一半导体层、第一栅极、第二半导体层、第二栅极以及接触结构。铁电层具有第一表面及与第一表面相对的第二表面。第一半导体层设置在铁电层的第一表面上。第一栅极在第一表面之上设置在第一半导体层上。第二半导体层设置在铁电层的第二表面上。第二栅极在第二表面之上设置在第二半导体层上。接触结构连接到第一半导体层及第二半导体层。

技术领域

本公开是涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

许多当今的电子器件包含被配置成存储数据的电子存储器。电子存储器可为易失性存储器或非易失性存储器。易失性存储器在被供电的同时存储数据，而非易失性存储器能够在电源被移除时存储数据。基于铁电式场效应晶体管(ferroelectric field-effecttransistor，Fe-FET)的非易失性存储器有望成为下一代非易失性存储器技术的候选项。此是由于基于Fe-FET的存储器器件会提供许多优点，所述许多优点包括快的写入时间、高的耐久性、低的功耗、及对于辐射损伤低的敏感性。

发明内容

本公开实施例的一种半导体器件包括铁电层、第一半导体层、第一栅极、第二半导体层、第二栅极以及接触结构。铁电层具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面。第一半导体层设置在所述铁电层的所述第一表面上。第一栅极在所述第一表面上方设置在所述第一半导体层上。第二半导体层设置在所述铁电层的所述第二表面上。第二栅极在所述第二表面上方设置在所述第二半导体层上。接触结构连接到所述第一半导体层及所述第二半导体层。

本公开实施例的一种半导体器件包括第一晶体管、第二晶体管以及绝缘层。第一晶体管包括第一沟道层、第一栅极以及第一源极及漏极接触件。第一栅极设置在所述第一沟道层上且第一源极及漏极接触件连接到所述第一沟道层。第二晶体管包括第二沟道层、第二栅极以及第二源极及漏极接触件。第二栅极设置在所述第二沟道层上且第二源极及漏极接触件连接到所述第二沟道层。绝缘层位于所述第一晶体管与所述第二晶体管的中间，其中所述绝缘层接触所述第一沟道层及所述第二沟道层。

本公开实施例的一种制作半导体器件的方法包括以下步骤。在介电层上形成第一栅极。在所述第一栅极之上沿着第一方向依序形成第一半导体层、铁电层及第二半导体层，其中所述铁电层夹置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间。在所述第二半导体层之上形成第二栅极。形成连接到所述第一半导体层及所述第二半导体层的接触结构。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A到图9B是根据本公开一些实施例的制作半导体器件的方法中的各个阶段的示意性俯视图及剖视图。

图10是根据本公开一些实施例的在半导体器件的示例性读取操作期间的半导体器件的示意性剖视图。

图11是根据本公开一些实施例的在半导体器件的示例性写入操作期间的半导体器件的示意性剖视图。

图12是根据本公开一些其他实施例的在半导体器件的示例性写入操作期间的半导体器件的示意性剖视图。

图13是根据本公开一些其他实施例的在半导体器件的示例性写入操作期间的半导体器件的示意性剖视图。

图14是根据本公开一些其他实施例的半导体器件的示意性剖视图。

图15是根据本公开一些其他实施例的半导体器件的示意性剖视图。

图16是根据本公开一些其他实施例的半导体器件的示意性剖视图。

图17A及图17B是根据本公开一些其他实施例的半导体器件的示意性俯视图及剖视图。

[符号的说明]

102：层间介电层