本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，并且特別地涉及包括鐵電膜的半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，已經(jīng)開發(fā)了各自使用鐵電膜的鐵電存儲器單元作為各自在低壓處操作的半導(dǎo)體存儲元件。鐵電存儲器單元是非易失性存儲器，其中信息的寫入狀態(tài)和擦除狀態(tài)通過對于鐵電膜的極化方向的控制來改變。

2、公開了以下列出的技術(shù)。

3、【專利文件1】日本未審查專利申請公開號2021-22602

4、專利文件1公開了包括鐵電膜和形成在鐵電膜上的金屬膜的鐵電存儲器單元。金屬膜由氮化鈦或其他制成，并且具有等于或大于10nm的厚度。結(jié)晶鐵電膜由在金屬膜與非晶鐵電膜接觸的狀態(tài)下的熱處理形成。在這種情況下，鐵電膜的晶體取向可以由從金屬膜生成的應(yīng)力均一化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、已知在熱力學(xué)上，為了形成鐵電相需要大的應(yīng)力。氮化鈦膜、鎢膜或其他被用作形成在鐵電膜上的金屬膜。通常，這種金屬膜具有約10nm的厚度，并且是結(jié)晶的。到目前為止，金屬膜的特性與應(yīng)力之間的關(guān)系還沒有被充分地指明。

2、本申請的主要目的是提供能夠?qū)⒋髴?yīng)力施加到鐵電膜上的金屬膜，以改進(jìn)鐵電存儲器單元的性能并且改進(jìn)半導(dǎo)體器件的性能。根據(jù)本說明書和附圖的描述，其他目的和新穎的特征將變得顯而易見。

3、在本申請中公開的實施例的典型方面的概要將在以下被簡要描述。

4、根據(jù)實施例的半導(dǎo)體器件包括：柵極絕緣膜，被形成在半導(dǎo)體襯底上；柵極電極，被形成在柵極絕緣膜上；以及鐵電膜和第一金屬膜，被形成在柵極絕緣膜與柵極電極之間。第一金屬膜的厚度比鐵電膜的厚度小，并且第一金屬膜是非晶的。

5、根據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體器件的方法包括：步驟(a)形成柵極絕緣膜；步驟(b)在柵極絕緣膜上形成第一非晶膜；步驟(c)在柵極絕緣膜上形成第一金屬膜；步驟(d)，在步驟(b)和步驟(c)之后，通過在第一金屬膜與第一非晶膜接觸的狀態(tài)下執(zhí)行熱處理來使第一非晶膜結(jié)晶以形成正交晶系鐵電膜；和步驟(e)，在步驟(d)之后，在鐵電膜和第一金屬膜上形成用于柵極電極的導(dǎo)電膜。第一金屬膜的厚度比鐵電膜的厚度小，并且在步驟(d)中的第一金屬膜是非晶的。

6、根據(jù)實施例，可以改進(jìn)半導(dǎo)體器件的性能。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，

10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括以下步驟：

19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，

技術(shù)總結(jié)
本公開的各實施例涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。改進(jìn)了半導(dǎo)體器件的性能。柵極絕緣膜被形成在半導(dǎo)體襯底上。柵極電極被形成在柵極絕緣膜上。鐵電膜和金屬膜被形成在柵極絕緣膜與柵極電極之間。金屬膜的厚度比鐵電膜的厚度小。金屬膜是非晶的。

技術(shù)研發(fā)人員：山口直
受保護(hù)的技術(shù)使用者：瑞薩電子株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21