半导体装置的制作方法

本揭露是关于一种半导体装置。

背景技术：

1、集成电路(integrated circuit，ic)行业已经历指数式增长。ic材料及设计方面的技术进步已产生一代又一代的集成电路，其中每一代具有比前一代更小、更复杂的电路。在ic的发展过程中，功能密度(即，每一晶片面积上的互连装置数目)普遍增加，而几何尺寸(即，可使用制造工艺产生的最小组件(或接线))减小。这种规模缩小的过程通常通过提高生产效率及降低相关成本来提供益处。

2、举例而言，许多现代电子装置含有用以储存数据的电子记忆体，而电子记忆体的表面数据密度通常受到半导体装置尺寸缩放能力的限制。在半导体行业中，无论挥发性记忆体装置或非挥发性记忆体装置，均不断需要提高记忆体装置的表面数据密度。挥发性记忆体装置一般在通电时储存数据(即，在电力开启时储存数据)，而非挥发性记忆体装置即使未通电时亦可储存数据(即，在电力开启或电力关断时储存数据)。基于铁电的记忆体装置是下一代非挥发性记忆体技术的一个有希望的候选项，因为其具有优良的电气性质，诸如高速读取/写入时间、高开关耐久性、及/或低功率消耗。尽管现存基于铁电的记忆体装置一般而言足以满足其预期目的，但其并非在所有态样中完全令人满意，诸如即使在单独晶体管变小的速度放缓时亦提供高表面数据密度。

技术实现思路

1、于一些实施方式中，本揭露涉及一种半导体装置。半导体装置包括底部电极、绝缘体层、半导体层、介电层、铁电层以及顶部电极。底部电极设置于基板上。绝缘体层设置于底部电极上，且具有不同厚度的多个区段。半导体层设置于绝缘体层上。介电层设置于半导体层上。铁电层设置于介电层上。顶部电极设置于铁电层上。

2、于一些实施方式中，本揭露涉及一种半导体装置。半导体装置包括基板、底部电极层、半导体层、非极化材料介电层、铁电层以及顶部电极层。底部电极层设置于基板上。半导体层设置于底部电极上，且具有不同厚度的多个区段，且半导体层的底表面具有一阶梯状轮廓。非极化材料介电层设置于半导体层上。铁电层设置于非极化材料介电层上。顶部电极层设置于铁电层上。

3、于一些实施方式中，本揭露涉及一种半导体装置。半导体装置包括基板、晶体管以及铁电堆叠。晶体管位于基板上。铁电堆叠位于晶体管上方，且包含底部电极层、绝缘体层、半导体层、介电层、铁电层以及顶部电极层。底部电极层设置于晶体管上方。绝缘体层设置于底部电极上。半导体层设置于绝缘体层上。半导体层的底表面具有阶梯状轮廓，且半导体层的顶表面是平面的。介电层设置于半导体层上。铁电层设置于介电层上。顶部电极层设置于铁电层上。

技术特征：

1.一种半导体装置，其特征在于，包含：

2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，其中该半导体层包括具有不同厚度的多个区段。

3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，其中该半导体层的一底表面具有一阶梯状轮廓。

4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，其中该半导体层的一顶表面是平面的。

5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，其中该半导体层的该些区段的厚度范围为1nm至10nm。

6.一种半导体装置，其特征在于，包含：

7.如权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，其中该铁电层的厚度小于10nm。

8.如权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，其中该非极化材料介电层的厚度小2nm。

9.一种半导体装置，其特征在于，包含：

10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，其中该绝缘体层的一顶表面具有一阶梯状轮廓。

技术总结
半导体装置包括底部电极、绝缘体层、半导体层、介电层、铁电层以及顶部电极。底部电极设置于基板上。绝缘体层设置于底部电极上，且具有不同厚度的多个区段。半导体层设置于绝缘体层上。介电层设置于半导体层上。铁电层设置于介电层上。顶部电极设置于铁电层上。

技术研发人员：谢玮庭,陈坤意,陈逸轩,丁裕伟,王怡情,黄国钦
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：20230222
技术公布日：2024/1/12