| 主权项 |
1.一种金属铁电体绝缘体半导体场效电晶体,其包 括: 一半导体,具有源极区与汲极区与其间之闸极区; 一位在该半导体之闸极区上的绝缘材料层;及 一位在上述半导体之闸极区内,且在该绝缘材料层 上的PGO层。2.如申请专利范围第1项之电晶体,其中 该绝缘材料系由下列组成之群选出:氧化锆(ZrO2)、 氧化铪(HfO2)、锆的矽酸盐、铪的矽酸盐、氧化铝 、氧化钇、氧化钙、氧化镧、氧化钛(TiO2)、氧化 钽(Ta2O5)、掺杂的氧化锆、掺杂的氧化铪、锆-铝- 氧、铪-铝-氧、锆-钛-氧、铪-钛-氧、镧-铝-氧及 其组合。3.如申请专利范围第1项之电晶体,其中进 一步包括位在该PGO层上的顶部电极层,其中制造该 顶部电极层的材料是由下列组成之群选出:铂(Pt) 、铱(Ir)、钽(Ta)、钌(Ru)、导电性氧化物、及导电 性合金。4.如申请专利范围第1项之电晶体,其中该 PGO层包括一在该PGO层之至少70%的具有c-轴配向之 单相。5.如申请专利范围第3项之电晶体,其中该电 晶体有一范围在0.1到3.0伏特的记忆窗。6.如申请 专利范围第3项之电晶体,其中该半导体包括一源 极区和一汲极区。7.如申请专利范围第1项之电晶 体,其中该PGO层至少有80%为单相,c-轴配向。8.一种 薄膜半导体结构,其包括: 一基板; 一位在该基板上的氧化锆层;及 一位在该氧化锆层上大体为单相,c-轴配向的PGO铁 电体层。9.如申请专利范围第8项之结构,其中该半 导体结构是由下列组成之群选出:电晶体、电容、 焦电红外线感应器、光学显示器、光学开关、压 电转换器及表面声波元件。10.如申请专利范围第8 项之结构,其中该基板包括矽。11.如申请专利范围 第8项之结构,其中该半导体结构为一非挥发性记 忆体元件。12.如申请专利范围第8项之结构,进一 步包括位在该铁电体层上的电极。13.如申请专利 范围第8项之结构,其中该铁电体层的厚度至少为 100埃。14.如申请专利范围第12项之结构,其中该氧 化锆层及该铁电体层决定漏电流的大小,且其中该 漏电流在100千伏/公分(KV/cm)时低于110-6安培/平方 公分(A/cm2)。15.一种大体为单相之c-轴PGO薄膜之制 造方法,该薄膜系用于非挥发性记忆体元件之绝缘 体上者,其包括下列步骤: 提供一半导体基板; 沈积绝缘膜在该半导体基板上;及 沈积一PGO膜在该绝缘膜上,其中该PGO膜包括一大体 为单相,c-轴配向的膜。16.如申请专利范围第15项 之方法,进一步包括沈积一金属闸极在该PGO膜上。 17.如申请专利范围第15项之方法,其中该半导体基 板包括矽,而该绝缘膜是由下列组成之群选出:氧 化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、锆的矽酸盐、铪的矽酸 盐、氧化铝、氧化钇、氧化钙、氧化镧、氧化钛( TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、掺杂的氧化锆、掺杂的氧化 铪、锆-铝-氧、铪-铝-氧、锆-钛-氧、铪-钛-氧、 镧-铝-氧及其排列组合。18.如申请专利范围第15项 之方法,其中沈积该绝缘膜的步骤包括选自下列组 成之群的沉积方法:物理气相沉积(PVD)、蒸发及氧 化、化学气相沉积(CVD)及原子层沉积。19.如申请 专利范围第15项之方法,其中沈积该PGO膜的步骤包 括选自下列组成之群的沉积方法:旋转涂覆、物理 气相沉积、CVD、有机金属CVD(MOCVD)、化学溶液沉积 (CSD)及雷射烧蚀(laser ablation)。20.如申请专利范围 第16项之方法,其中该金属闸极包括材料由下列组 成之群选出:铂(Pt)、铱(Ir)、钽(Ta)、钌(Ru)、导电 性氧化物、及导电性合金。图式简单说明: 图1是本发明PGO铁电体膜覆在绝缘层上的示意图。 图2是一PGO膜覆在ZrO2绝缘层上之X光绕射光谱图。 图3是一含有Pt/PGO/ZrO2/Si之金属铁电体绝缘半导体( MFIS)电容的高频电容-电压(CV)量测图。 图4是一有Pt/PGO(180奈米)/Ir电容结构的电容-电压(CV )量测图。 图5是PGO/ZrO2膜的漏电流(Ⅰ-Ⅴ)图。 图6是有PGO层覆在绝缘体上结构的金属铁电体绝缘 半导体场电效应电晶体示意图。 图7是制造本发明PGO覆在绝缘体上结构的方法流程 图。 |
