【技术实现步骤摘要】
本公开内容涉及包括铁电(铁电体)薄膜的电子器件、制造所述铁电薄膜的方法、和包括所述铁电薄膜的电子设备。
技术介绍
1、根据电子器件(如存储器或逻辑电路)集成密度增加的趋势，电子设备中的电子器件已经变得更加精制(精细化)。因此，可存在对电子器件(如晶体管和电容器)的精制和低功率消耗的增加的需求。然而，由于电子器件的电容可与其面积成正比，因此电容可随着电子器件的尺寸减小而减小，并且当电介质的厚度减小以增加电容时，漏电流可增加。因此，具有高介电常数(高k)的电介质材料(介电材料)越来越多地用于电子器件。
2、近来，为了克服具有高介电常数的领域中的器件的功率缩放限制，已提出利用铁电材料的负电容特性的新型低功率器件。为了实施这样的低功率器件，确保铁电薄膜的电特性和可靠性可为必要的。
技术实现思路
1、提供包括具有电特性和可靠性的铁电薄膜的电子器件、制造所述电子器件的方法、以及包括所述电子器件的电子设备。
2、额外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将由所述描述明晰，或者可通过本公开内容所呈现的实施方式的实践而获悉。
3、根据实施方式，电子器件可包括导电(传导)材料层、覆盖所述导电材料层的铁电层、以及覆盖所述铁电层的电极层，所述铁电层包括由hfxayoz表示的化合物，其中0≤x≤1，0≤y≤1，且2(x+y)<z。
4、在一些实施方式中，在所述由hfxayoz表示的化合物中，组分a可包括al、si、zr、y、la、gd、sr、和mg
5、在一些实施方式中，a可为zr，因此所述由hfxayoz表示的化合物可包括由hfxzryo2+a表示的化合物，其中2(x+y)<2+a且0<a<1。
6、在一些实施方式中，所述铁电层可进一步包括碳，并且碳含量可小于33原子％，相对于所述铁电层中的hf的量。
7、在一些实施方式中，所述铁电层可进一步包括碳，并且碳含量可小于10原子％，相对于所述铁电层中的hf的量。
8、在一些实施方式中，所述铁电层可进一步包括碳，并且碳含量可小于6原子％，相对于所述铁电层中的hf、a、和氧的量的总和。
9、在一些实施方式中，所述铁电层可具有约0.1nm至约20nm的厚度。
10、在一些实施方式中，可形成所述铁电层，使得2pr为10μc/cm2或更大。
11、在一些实施方式中，所述铁电层可具有在15至25的范围内的介电常数。
12、在一些实施方式中，所述电子器件可进一步包括在所述导电材料层与所述铁电层之间和/或在所述铁电层与所述电极层之间的铁电钙钛矿层。
13、在一些实施方式中，所述电子器件可进一步包括在所述导电材料层与所述铁电层之间和/或在所述铁电层与所述电极层之间的电介质层(介电层)。
14、在一些实施方式中，所述导电材料层可包括沟道，并且所述电极层可包括栅极。
15、在一些实施方式中，所述电子器件可进一步包括基板，并且所述沟道可与所述基板的上表面间隔开并且可在第一方向上延伸或者所述沟道可包括在第二方向上彼此间隔开的多个沟道元件。所述第二方向可不同于所述第一方向。
16、在一些实施方式中，所述铁电层可包括分别围绕所述多个沟道元件的多个铁电层，并且所述栅极可从所述基板的上表面凸出以围绕所述多个铁电层。
17、在一些实施方式中，所述栅极可为在堆叠结构中的多个栅极之一。所述堆叠结构可包括在竖直方向上与多个绝缘层交替堆叠的多个栅极。所述堆叠结构可包括在竖直方向上穿过所述堆叠结构的多个沟道孔。所述铁电层和所述导电材料层可在所述多个沟道孔内同心地布置以形成存储单元串，其中多个存储单元串以二维方式(二维地)布置。
18、根据实施方式，半导体器件可包括形成沟道的导电材料层、覆盖所述导电材料层的铁电层、覆盖所述铁电层的栅极、以及电连接至所述沟道的两端的源区域和漏区域。所述铁电层可包括由hfxayoz表示的化合物，其中0≤x≤1，0≤y≤1，且2(x+y)<z。
19、根据实施方式，制造铁电薄膜的方法可包括：在基础层上形成包括hf、a、和o的材料层；和通过在真空环境中对所述材料层进行热处理使所述材料层结晶化以提供经结晶的铁电层，所述经结晶的铁电层包括由hfxayoz(其中0≤x≤1,0≤y≤1)表示的化合物且具有2(x+y)<z的氧含量。
20、在一些实施方式中，所述方法可进一步包括：在所述材料层或所述铁电层上形成电极层，并且所述热处理可在形成所述电极层之前和/或之后进行。
21、在一些实施方式中，所述热处理可在至少200℃但是小于500℃的温度下和/或在压力范围为1e-7托至9e-4托的真空环境中进行。
22、在一些实施方式中，所述热处理可在200℃至350℃的温度下进行。
23、在一些实施方式中，所述热处理可在其中形成所述材料层的腔室中进行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.电子器件，包括：
2.如权利要求1所述的电子器件，其中
3.如权利要求1所述的电子器件，其中
4.如权利要求1所述的电子器件，其中
5.如权利要求1所述的电子器件，其中
6.如权利要求1所述的电子器件，其中
7.如权利要求1所述的电子器件，其中所述铁电层的厚度为0.1nm至20nm。
8.如权利要求1所述的电子器件，其中形成所述铁电层使得2Pr为10μC/cm2或更大。
9.如权利要求1所述的电子器件，其中所述铁电层具有在15至25范围内的介电常数。
10.如权利要求1所述的电子器件，其进一步包括：
11.如权利要求1所述的电子器件，其中
12.如权利要求11所述的电子器件，其进一步包括：
13.如权利要求12所述的电子器件，其中
14.如权利要求11所述的电子器件，其中
15.半导体器件，包括：
16.制造铁电薄膜的方法，所述方法包括：
17.如权利要求16所述的方法，其进一步包括：<...
【技术特征摘要】
1.电子器件，包括：
2.如权利要求1所述的电子器件，其中
3.如权利要求1所述的电子器件，其中
4.如权利要求1所述的电子器件，其中
5.如权利要求1所述的电子器件，其中
6.如权利要求1所述的电子器件，其中
7.如权利要求1所述的电子器件，其中所述铁电层的厚度为0.1nm至20nm。
8.如权利要求1所述的电子器件，其中形成所述铁电层使得2pr为10μc/cm2或更大。
9.如权利要求1所述的电子器件，其中所述铁电层具有在15至25范围内的介电常数。
10.如权利要求1所述的电子器件，其进一步包括：
11.如权利要求1所述的电子器件，其中
12.如权利要求11所述的电子器件，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李润姓，许镇盛，金起弘，崔德铉，李泫宰，赵常玹，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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