[发明专利]存储器件及其铁电场效应晶体管和读取方法

权利要求书

1.一种配置为多位存储器件的铁电场效应晶体管(FeFET)，所述FeFET包括：

半导体衬底，包括：

源极区，位于所述半导体衬底中；和

漏极区，位于所述半导体衬底中；

栅极堆叠件，位于所述半导体衬底上方，所述源极区和所述漏极区延伸到所述栅极堆叠件的相对侧，所述栅极堆叠件包括：

铁电层，位于所述半导体衬底上方；

栅极区，位于所述铁电层上方；并且

其中：

所述铁电层的第一端和第二端相应地靠近所述源极区和所述漏极区；并且

所述铁电层包括偶极子；并且

在所述铁电层的所述第一端处的第一组偶极子具有第一极化；并且

在所述铁电层的所述第二端处的第二组偶极子具有第二极化，所述第二极化与所述第一极化基本上相反。

2.根据权利要求1所述的FeFET，还包括：

可逆区，在所述源极区和所述漏极区之间延伸穿过所述半导体衬底。

3.根据权利要求2所述的FeFET，其中：

所述可逆区的第一部分靠近所述铁电层的所述第一端；

所述可逆区的第二部分靠近所述铁电层的所述第二端；并且

用于所述可逆区的所述第一部分的沟道带势垒不同于用于所述可逆区的所述第二部分的沟道带势垒。

4.根据权利要求1所述的FeFET，其中：

相应的所述第一组偶极子和所述第二组偶极子的所述第一极化和所述第二极化表示存储2位。

5.根据权利要求4所述的FeFET，其中：

所述2位存储单元的第一位被配置为通过向所述源极区施加读取电压并向所述漏极区施加不干扰电压来被读取；和

所述2位存储单元的第二位被配置为通过向所述源极区施加所述不干扰电压并向所述漏极区施加所述读取电压来被读取。

6.根据权利要求4所述的FeFET，其中：

所述第一极化表示所述铁电层的所述偶极子的相应一个的第一稳定取向状态或第二稳定取向状态中的一个，所述第二稳定取向状态与所述第一稳定取向状态基本上相反；并且

所述第二极化相应地表示所述第二稳定取向状态或所述第一稳定取向状态。

7.根据权利要求6所述的FeFET，其中：

所述铁电层的所述第一端的所述第一极化表示所述2位存储单元的第一位；

所述铁电层的所述第二端的所述第二极化表示所述2位存储单元的第二位；

当所述铁电层的所述第一端的所述第一极化和所述铁电层的所述第二端的所述第二极化相应地处于所述第一稳定取向状态和所述第二稳定取向状态时，所述FeFET还表示2位存储单元，用于存储：

对于所述第一位，逻辑高值或逻辑低值；和

对于所述第二位，所述逻辑低值或所述逻辑高值；以及

当所述铁电层的所述第一端的所述第一极化和所述铁电层的所述第二端的所述第二极化相应地处于所述第二稳定状态和所述第一稳定状态时，所述FeFET还表示所述2位存储单元，用于存储：

对于所述第一位，所述逻辑低值或所述逻辑高值；和

对于所述第二位，所述逻辑高值或所述逻辑低值。

8.根据权利要求6所述的FeFET，其中：

在所述第一稳定状态下：

所述偶极子的相应一个的正端靠近所述栅极区取向；和

所述偶极子的相应一个的负端远离所述栅极区取向；以及

在所述第二稳定状态下：

所述偶极子的相应一个的负端靠近所述栅极区取向；和

所述偶极子的相应一个的正端远离所述栅极区取向。