本公开总体上涉及半导体器件，并且更具体地，涉及具有束缚电荷层的半导体器件和包括该半导体器件的电子系统。
背景技术：
1、半导体存储器件可以被分类为易失性存储器件和非易失性存储器件。易失性存储器件可以指当电源被切断时可能丢失所存储的数据的存储器件，例如但不限于动态随机存取存储器（dram）、静态随机存取存储器（sram）等。非易失性存储器件可以指当电源被切断时不会丢失所存储的数据的存储器件，例如但不限于可编程只读存储器（prom）、可擦除prom（eprom）、电eprom（eeprom）、闪存器件等。此外，为了顺应最近提高半导体存储器件的性能并降低其电力的趋势，正在开发具有非易失性性质的下一代半导体存储器件，例如但不限于磁随机存取存储器（mram）、相变随机存取存储器（pram）或铁电随机存取存储器（feram）。随着对半导体器件的更高集成度和/或更高性能的需求，正在使用具有不同特性的半导体器件来进行各种研究。
技术实现思路
1、本公开的一个或多个示例实施例提供了一种与相关半导体器件相比可靠性提高的半导体器件以及包括该半导体器件的电子系统。
2、根据本公开的一方面，一种半导体器件包括衬底、栅极堆叠结构和沟道结构。栅极堆叠结构包括交替地堆叠在衬底上的多个层间绝缘层和多个栅电极。沟道结构至少部分地贯穿栅极堆叠结构并且在一个方向上延伸。沟道结构包括：沟道层，与衬底耦接；铁电层，至少部分地围绕沟道层并且包括铁电材料；以及束缚电荷层，至少部分地围绕铁电材料并且包括绝缘材料。绝缘材料的导带能级或价带能级中的至少一个设置在铁电材料的导带能级和价带能级之间。
3、根据本公开的一方面，一种半导体器件包括衬底、栅极堆叠结构和沟道结构。栅极堆叠结构包括交替地堆叠在衬底上的多个层间绝缘层和多个栅电极。沟道结构至少部分地贯穿栅极堆叠结构并且在一个方向上延伸。沟道结构包括：沟道层，与衬底耦接；铁电层，至少部分地围绕沟道层并且包括铁电材料；以及束缚电荷层，至少部分地围绕铁电材料并且包括绝缘材料。束缚电荷层的侧表面与铁电层接触。束缚电荷层包括多个电荷，该多个电荷被束缚在与铁电层的界面相邻的区域中。
4、根据本公开的一方面，一种电子系统包括主衬底、主衬底上的半导体器件、以及在主衬底上与半导体器件电耦接的控制器。半导体器件包括：外围电路区；单元区，包括与外围电路区电耦接的输入/输出连接布线；以及输入/输出焊盘，与延伸到单元区中的输入/输出连接布线电耦接。单元区包括衬底、栅极堆叠结构和沟道结构。栅极堆叠结构包括交替地堆叠在衬底上的多个层间绝缘层和多个栅电极。沟道结构至少部分地贯穿栅极堆叠结构并且在一个方向上延伸。沟道结构包括：沟道层，与衬底耦接；铁电层，至少部分地围绕沟道层并且包括铁电材料；以及束缚电荷层，至少部分地围绕铁电材料并且包括绝缘材料。绝缘材料的导带能级或价带能级中的至少一个设置在铁电材料的导带能级和价带能级之间。
5、本公开的多个方面提供了一种包括束缚电荷层的半导体，该束缚电荷层设置在铁电层和栅电极之间并且包括多个束缚电荷。
6、与相关半导体器件相比，根据本公开的多个方面，束缚电荷可以有效地补偿铁电层和束缚电荷层之间的界面处的极化电荷，因此可以减少铁电层中的去极化，并且可以提高半导体器件的可靠性。
7、附加方面部分地可以在以下描述中阐述，并且可以部分地通过以下描述而变得清楚，和/或可以通过实践所渲染的实施例来获知。
1.一种半导体器件，所述半导体器件包括：
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料的能带隙小于所述铁电材料的能带隙。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料包含氧化钽ta2o5或氧化钡钛batio3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料的价带能级大于所述铁电材料的价带能级，并且
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料包括氧化镓ga2o3或氧化镧la2o3中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料的导带能级小于所述铁电材料的导带能级，并且
7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料包括氧化钇y2o3或氧化钡锆bazro3中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：
9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述隧穿绝缘层包括氧化硅sio2或氮氧化硅sion中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述沟道绝缘层包括氧化硅sio2、氮氧化硅sion、氮氧化铝alon、氮氧化铪hfon、氧化铝al2o3或掺杂碳c的氧化硅sio2中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述束缚电荷层的侧表面与所述铁电层接触。
12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述束缚电荷层包括多个电荷，所述多个电荷被束缚在与所述铁电层的界面相邻的区域中。
13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述铁电材料包含氧化铪hfo2、氧化铪锆hfxzr1-xo2、氧化钡钛batio3和氮化铝钪alscn中的至少一种。
14.一种半导体器件，所述半导体器件包括：
15.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料的导带能级或价带能级中的至少一个设置在所述铁电材料的导带能级和价带能级之间。
16.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述绝缘材料的能带隙小于所述铁电材料的能带隙。
17.根据权利要求14所述的半导体器件，还包括：
18.一种电子系统，所述电子系统包括：
19.根据权利要求18所述的电子系统，其中，所述绝缘材料的能带隙小于所述铁电材料的能带隙。
20.根据权利要求18所述的电子系统，其中，所述束缚电荷层的侧表面与所述铁电层接触，并且