北京大学陈亮获国家专利权
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龙图腾网获悉北京大学申请的专利一种基于铁电半导体沟道和反铁电栅介质的高耐久FeFET及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119403175B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411459599.5,技术领域涉及:H10D30/60;该发明授权一种基于铁电半导体沟道和反铁电栅介质的高耐久FeFET及其制备方法是由陈亮;唐克超;黄如设计研发完成,并于2024-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于铁电半导体沟道和反铁电栅介质的高耐久FeFET及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于铁电半导体沟道和反铁电栅介质的高耐久FeFET及其制备方法,本发明FeFET结构中依次堆叠的背栅电极层、反铁电栅介质层、铁电半导体沟道层、顶栅高k栅介质层和顶栅电极层,反铁电栅介质层作为背栅介质层,顶栅高k栅介质层作为顶栅介质层,背栅介质层厚度大于顶栅介质层厚度,构成不对称双栅结构。本发明利用氧化铪基反铁电薄膜替换铁电薄膜作为FeFET的栅介质,有效降低操作电压;铁电半导体沟道与反铁电栅介质之间无界面层,抑制了传统FeFET与界面层相关联的电荷俘获和缺陷生成造成的耐久性失效;铁电半导体沟道面外自发极化连续精准可调特性,和基于FeFET不对称双栅结构而具有相互切换的栅存储模式和沟道存储模式,有望使FeFET展现更高的耐久性。
本发明授权一种基于铁电半导体沟道和反铁电栅介质的高耐久FeFET及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种基于铁电半导体沟道和反铁电栅介质的高耐久FeFET器件,包括一绝缘衬底,其特征在于,绝缘衬底上为背栅电极层,背栅电极层上为反铁电栅介质层,反铁电栅介质层上为铁电半导体沟道层,铁电半导体沟道层两侧为源、漏金属电极,源、漏金属电极同时位于反铁电栅介质层上,铁电半导体沟道层上为顶栅高k栅介质层,顶栅高k栅介质层上为顶栅电极层,其中,所述反铁电栅介质层作为背栅介质层,所述顶栅高k栅介质层作为顶栅介质层,所述背栅介质层厚度大于所述顶栅介质层厚度,两者构成不对称双栅结构; 顶栅高k栅介质材料厚度为5~10nm;反铁电栅介质材料厚度为10~20 nm; 所述铁电半导体沟道材料要求禁带宽度小于3.5V,具有稳定的面外自发极化,自发极化强度引入的内建场使得反铁电栅介质的双回滞曲线发生足量偏移,同时,铁电半导体沟道的矫顽场比反铁电栅介质等效矫顽场大2倍以上; 所述FeFET器件,具有两种工作模式,模式一为栅存储模式,用以数据存储的子回滞间相互切换;栅存储模式下,厚度较大、等效矫顽场较低的反铁电栅实现数据的存储及擦写,厚度较小的顶栅高k栅用来调控矫顽场铁电半导体沟道剩余极化大小;此模式下,利用铁电半导体沟道极化的连续可调性,实现反铁电栅介质子回滞间的切换;模式二为沟道存储模式,其中矫顽场较大的铁电半导体沟道实现数据的存储,顶栅高k栅实现数据的擦写;栅存储模式和沟道存储模式的相互切换。
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