【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体器件以及包括其的存储设备和电子设备。
技术介绍
1、随着硬盘被固态驱动器（ssd）替代，nand闪存设备（一种非易失性存储设备）可以被广泛地商业化。近来，随着小型化和高度集成，正在开发垂直nand闪存设备，其中多个存储单元在垂直于衬底的方向上堆叠。
2、近来，正在进行研究以将铁电场效应晶体管（fefet）应用于垂直nand闪存设备，铁电场效应晶体管（fefet）可以具有低操作电压和快编程速度。fefet是一种用于通过将铁电材料用作栅极绝缘膜来实现存储特性的半导体器件。在fefet中，阈值电压可以根据铁电材料的极化方向来调整。
技术实现思路
1、半导体器件以及包括其的存储设备和电子设备被提供。
2、附加的方面部分地将在下面的描述中被阐述，部分地将由该描述而明显，或者可以通过对本公开的所介绍的实施方式的实践而了解。
3、根据本公开的一实施方式，一种半导体器件可以包括栅极电极、在栅极电极上的铁电层、在铁电层上的沟道层以及在铁电层中彼此间隔开的多个纳米结构。所述多个纳米结构可以与栅极电极或者沟道层相邻，或所述多个纳米结构中的一部分可以与栅极电极相邻且所述多个纳米结构中的其余部分可以与沟道层相邻。
4、在一些实施方式中，所述多个纳米结构可以被配置为响应于电压被施加到栅极电极和极化在铁电层中形成而存储电荷。
5、在一些实施方式中，所述多个纳米结构与铁电层的界面之间的距离可以是铁电层的厚度的30%或更小。铁电层的界面可以
6、在一些实施方式中，所述多个纳米结构的材料的带隙可以低于铁电层的材料的带隙。
7、在一些实施方式中，所述多个纳米结构可以包括与铁电层的材料不同的元素的氧化物或与铁电层的材料不同的元素的氮化物。
8、在一些实施方式中，所述多个纳米结构可以包括aln、gan、gen、sin、cn、inn、yn、scn和zrn中的至少一种。
9、在一些实施方式中，所述多个纳米结构的材料可以具有大于1×1019/cm3的陷阱密度。
10、在一些实施方式中，铁电层可以包括铪氧化物、锆氧化物和铪锆氧化物中的至少一种。铁电层可以进一步包括掺杂剂。
11、在一些实施方式中，该半导体器件可以进一步包括在栅极电极和铁电层之间的第一绝缘层、在沟道层和铁电层之间的第二绝缘层、或者在栅极电极和铁电层之间的第一绝缘层以及在沟道层和铁电层之间的第二绝缘层两者。
12、在一些实施方式中，该半导体器件可以进一步包括铁电层中的顺电层。
13、根据本公开的一实施方式，一种存储设备可以包括衬底、在垂直于衬底的方向上堆叠的多个栅极电极、在所述多个栅极电极上的铁电层、在铁电层上的沟道层、以及在铁电层中彼此间隔开的多个纳米结构。所述多个纳米结构可以与所述多个栅极电极或者沟道层相邻，或所述多个纳米结构中的一部分可以与所述多个栅极电极相邻且所述多个纳米结构中的其余部分可以与沟道层相邻。
14、在一些实施方式中，所述多个纳米结构与铁电层的界面之间的距离可以是铁电层的厚度的30%或更小。铁电层的界面可以与所述多个栅极电极、沟道层或所述多个栅极电极和沟道层两者相邻。
15、在一些实施方式中，所述多个纳米结构的材料可以具有比铁电层的材料更低的带隙。
16、在一些实施方式中，所述多个纳米结构可以包括与铁电层的材料不同的元素的氧化物或与铁电层的材料不同的元素的氮化物。
17、在一些实施方式中，所述多个纳米结构的材料可以具有大于1×1019/cm3的陷阱密度。
18、在一些实施方式中，铁电层可以包括铪氧化物、锆氧化物和铪锆氧化物中的至少一种。
19、在一些实施方式中，该存储设备可以进一步包括在所述多个栅极电极和铁电层之间的第一绝缘层、在沟道层和铁电层之间的第二绝缘层、或者在所述多个栅极电极和铁电层之间的第一绝缘层以及在沟道层和铁电层之间的第二绝缘层两者。
20、在一些实施方式中，该存储设备可以进一步包括铁电层中的顺电层。
21、根据本公开的一实施方式，一种电子设备可以包括上述存储设备。
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1.一种半导体器件，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中
4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个纳米结构的材料的带隙低于所述铁电层的材料的带隙。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中
6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述多个纳米结构包括AlN、GaN、GeN、SiN、CN、InN、YN、ScN和ZrN中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个纳米结构的材料具有大于1×1019/cm3的陷阱密度。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层包括铪氧化物、锆氧化物和铪锆氧化物中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述铁电层还包括掺杂剂。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
11.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
12.一种存储设备，包括：
13.根据权利要求12所述的存储设备，其中
14.
15.根据权利要求12所述的存储设备，其中所述多个纳米结构包括与所述铁电层的材料不同的元素的氧化物或者与所述铁电层的所述材料不同的元素的氮化物。
16.根据权利要求12所述的存储设备，其中所述多个纳米结构的材料具有大于1×1019/cm3的陷阱密度。
17.根据权利要求12所述的存储设备，其中所述铁电层包括铪氧化物、锆氧化物和铪锆氧化物中的至少一种。
18.根据权利要求12所述的存储设备，还包括：
19.根据权利要求12所述的存储设备，还包括：
20.一种电子设备，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中
4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个纳米结构的材料的带隙低于所述铁电层的材料的带隙。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中
6.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述多个纳米结构包括aln、gan、gen、sin、cn、inn、yn、scn和zrn中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个纳米结构的材料具有大于1×1019/cm3的陷阱密度。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述铁电层包括铪氧化物、锆氧化物和铪锆氧化物中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述铁电层还包括掺杂剂。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：南胜杰，柳时正，李珉贤，李泫宰，崔硕训，
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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