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一種帶存儲效應的晶體管及其半導體器件

文檔序號:41769454發布日期:2025-04-29 18:39閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種帶存儲效應的晶體管,其特征在于:包括:

2.根據權利要求1所述的晶體管,其特征在于:所述溝道電極區由導體、半導體的任意一種或其任意幾種組成。

3.根據權利要求2所述的晶體管,其特征在于:所述調控晶體管包括至少一個子溝道電極用于存儲電荷的結電容。

4.根據權利要求2所述的晶體管,其特征在于:所述至少一個子溝道電極通過與溝道區、柵絕緣層連接用于調控晶體管的存儲電荷。

5.根據權利要求2所述的晶體管,其特征在于:具有多個所述子溝道電極時,多個所述子溝道電極位于所述溝道區的同一側面或是多個不同側面。

6.根據權利要求1所述的晶體管,其特征在于:所述溝道電極區由選自pt、pd、au、ni、ag、cu、al、mo、in、ti中的任意一種金屬或其任意合金組成。

7.根據權利要求1所述的晶體管,其特征在于:所述具有存儲效應的材料為h3s、nbn、lah10、batio3、pbzrxti1-xo3、bifeo3、cips、hzo、mote2、zrtio4、pbtio3、ba(zr,ti)o3、srtio3、bawo4、bafe12o19、ybco、bfmo、pcmo、lbco、smfeaso1-xfx、cak(fe1-xmx)4as4、ndfe1-xmxaso0.85中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的晶體管,其特征在于,所述溝道電極通過摻雜工藝、或/和沉積工藝、或/和外延工藝、或/和自組裝工藝、或/和旋涂工藝、或/和濺射工藝、或/和填充工藝、或/和roll-to-roll工藝、或/和水熱法工藝、或/和壓印工藝、或/和滾壓工藝、或/和打印工藝、或/和蒸鍍工藝加工。

9.根據權利要求1所述的晶體管,其特征在于:鐵電材料、磁電材料、相變材料、量子效應材料、阻變效應材料、存儲效應材料、半導體材料、超導材料、導體材料、絕緣材料、介質材料二維材料、一維材料、三維材料、鈣鈦礦材料、氧化物、硫化物、氰化物、氫化物、硅化物中的一種或幾種作為絕緣層添加層、絕緣層材料、絕緣層添加材料、半導體層材料、半導體溝道材料、或者溝道電極材料。

10.一種半導體器件,其特征在于:包含多個如權利要求1-8任一所述的晶體管。

11.根據權利要求10所述的半導體器件,其特征在于:所述多個晶體管與以下任意一項單層或沿任意方向堆疊的復合層相連:金屬層、半導體、絕緣層。

12.根據權利要求11所述的半導體器件,其特征在于:同時外加控制電極,實現器件存儲和/或邏輯輸出。

13.一種電子裝置,其特征在于,包括如權利要求10-12任一項權利要求所述的半導體器件。

14.一種存儲陣列,包括:

15.根據權利要求14所述的存儲陣列,其特征在于:所述多個晶體管共用半導體襯底,以形成共源結構。

16.一種根據權利要求14或15所述的存儲陣列的數據操作方法,包括:

17.根據權利要求16所述的數據操作方法,其特征在于:在讀取操作中,所述多條第一位線斷開或連接至固定電位。

18.根據權利要求16所述的數據操作方法,其特征在于:所述多個晶體管分別包括多個溝道控制區,在寫入操作中分別對所述多個溝道控制區施加相應的控制區電壓以寫入多比特的數字值,在讀取操作中檢測所述多個溝道控制區共同調制的漏極電流以讀取所述多比特的數字值。

19.一種半導體存儲器件,其特征在于:包含多個如權利要求1-18任一所述的器件;

20.一種半導體器件,其特征在于:包含多個如權利要求1-18任一所述的晶體管;


技術總結
本發明涉及一種帶存儲效應的晶體管及其半導體器件,所述帶存儲效應的晶體管由于在絕緣層或者半導體層添加具有存儲效應的材料而使晶體管本身具有存儲效應,結合通過在溝道區設置的溝道電極,溝道電極可以和溝道形成結電容,該晶體管還具有平面晶體管結構和垂直晶體管結構,使得代表狀態0和狀態1兩條線的差別可以通過添加溝道電極結電容的電荷調控得到拓展,由既有的2態變為多態,同時調控由二維變為三維,并且可以進一步擴展為多維度;本發明提供了一種減少所需電路面積和降低設備能耗的思路,極大地擴展了晶體管的應用場景。

技術研發人員:戴明志
受保護的技術使用者:中國科學院寧波材料技術與工程研究所
技術研發日:
技術公布日:2025/4/28
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