[发明专利]基于铁电的晶体管

权利要求书

1.一种结构，包括：

绝缘体上半导体衬底，其包括半导体材料、位于所述半导体材料下方的掩埋绝缘体层和位于半导体沟道材料下方的衬底材料；

铁电电容器，其位于所述掩埋绝缘体层下方并包括底部电极、顶部电极和位于所述底部电极与所述顶部电极之间的铁电材料；

栅极堆叠，其位于所述半导体材料之上；

第一端子接触，其连接到所述铁电电容器的所述底部电极；以及

第二端子接触，其连接到所述铁电电容器的所述顶部电极。

2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述铁电材料是基于二元氧化物的高k电介质材料。

3.根据权利要求2所述的结构，其中，所述基于二元氧化物的高k电介质材料包括非本征掺杂剂元素。

4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述铁电材料具有控制所述半导体材料的表面电位的剩余极化。

5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一端子接触是源极端子接触和位于所述半导体材料上的所述栅极堆叠的源极区域下方并且延伸穿过所述掩埋绝缘体层以与所述顶部电极接触的通孔接触的组合。

6.根据权利要求5所述的结构，其中，所述第二端子接触是与所述衬底材料接触的衬底端子。

7.根据权利要求5所述的结构，其中，所述第二端子接触是延伸穿过所述半导体材料、所述掩埋绝缘体层、所述顶部电极和所述铁电材料以与所述底部电极接触的通孔接触。

8.根据权利要求5所述的结构，其中，所述第二端子接触包括漏极接触端子。

9.根据权利要求1所述的结构，其中，所述铁电电容器包括至少一个附加铁电材料和中间电极，所述中间电极位于所述附加铁电材料与所述铁电材料之间。

10.根据权利要求1所述的结构，其中，所述栅极堆叠是金属-铁电-绝缘体-半导体(MFIS)栅极堆叠、金属-铁电-金属-绝缘体-半导体(MFMIS)栅极堆叠、或金属铁电-金属-绝缘体-铁电-绝缘体-半导体(MFMFIS)栅极堆叠。

11.根据权利要求1所述的结构，其中，所述栅极堆叠包括两个金属-铁电-金属结构，每个金属-铁电-金属结构具有自己的栅极端子。

12.根据权利要求1所述的结构，其中，所述铁电电容器是被集成在所述衬底材料中且位于所述掩埋绝缘体层下方的至少一个铁电深沟槽电容器。

13.根据权利要求1所述的结构，还包括：位于所述衬底材料与所述铁电电容器之间的绝缘体层。

14.一种结构，包括：

铁电电容器，其位于绝缘体上半导体(SOI)技术中的掩埋绝缘体材料下方；

场效应晶体管(FET)，其与所述铁电电容器隔离；以及

到所述铁电电容器的底部电极和顶部电极以及到所述FET的不同的接触，

其中，独立于所述FET的栅极堆叠中的界面层，写入和读出操作在所述铁电电容器与所述FET之间被去耦合。

15.根据权利要求14所述的结构，其中，所述铁电电容器包括位于所述顶部电极与中间电极之间以及位于所述中间电极与所述底部电极之间的铁电材料。

16.根据权利要求14所述的结构，其中，所述铁电电容器是位于所述SOI技术中的衬底内并位于所述掩埋绝缘体材料下方的至少一个深沟槽铁电电容器。