一種半導體元件，其包括基板、第一含鋯氧化物層、第一金屬氧化物層及頂電極。第一含鋯氧化物層位于基板上方且具有鐵電性或反鐵電性。第一金屬氧化物層與第一含鋯氧化物層接觸。第一金屬氧化物層的厚度小于第一含鋯氧化物層的厚度。頂電極位于第一含鋯氧化物層上方。

技術領域

本揭露是關于半導體元件。

背景技術

次臨限擺幅是晶體管的電流-電壓特性曲線的特征。在次臨限區域中，漏極電流行為類似于正向偏壓二極管的指數增加的電流。在漏極電壓、源極電壓及體電壓固定的情況下的對數漏極電流相對于柵極電壓的曲線將在此金屬氧化物半導體場效晶體管(MOSFET)工作區域中顯示近似對數線性的行為。為改良次臨限特性，已提出使用鐵電材料的負電容場效晶體管(NC-FET)。

發明內容

在一些實施例中，半導體元件包括基板、第一含鋯氧化物層、第一金屬氧化物層及頂電極。第一含鋯氧化物層位于基板上方且具有鐵電性或反鐵電性。第一金屬氧化物層與第一含鋯氧化物層接觸。第一金屬氧化物層的厚度小于第一含鋯氧化物層的厚度。頂電極位于第一含鋯氧化物層上方。

附圖說明

本揭露閱讀以下詳細敘述并搭配對應的附圖，可了解本揭露的多個樣態。需留意的是，附圖中的多個特征并未依照該業界領域的標準作法繪制實際比例。事實上，所述的特征的尺寸可以任意的增加或減少以利于討論的清晰性。

圖1A及圖1B分別分別繪示繪示鐵電性及反鐵電性的能量相對于極化示意圖；

圖2A繪示在具有三角形波的電場期間所積分的暫態電流的示意圖，其中Ec為矯頑電場；

圖2B繪示表示為E(t)的交流電場訊號的示意圖，此交流電場訊號是時間的函數；

圖2C繪示鐵電材料的例示性極化-電場(P-E)遲滯回路的示意圖；

圖3A繪示反鐵電性的電流密度相對于電場的示意圖；

圖3B繪示反鐵電性的極化相對于電場的圖；

圖4A及圖4D是根據本揭露的一些實施例的半導體結構的實例；

圖4B及圖4C繪示圖4A的半導體結構的疊加于暫態電流-電場(I-E)回路的極化-電場(P-E)遲滯回路的示意圖；

圖4E繪示圖4D的半導體結構的疊加于暫態電流-電場(I-E)回路的極化-電場(P-E)遲滯回路的示意圖；

圖5A至圖5C繪示制造根據本揭露的一些實施例的圖4D的半導體結構的示意圖；

圖6A及圖6C是根據本揭露的一些實施例的半導體結構的實例；

圖6B及圖6D分別繪示圖6A及圖6C的半導體結構的疊加于暫態電流-電場(I-E)回路的極化-電場(P-E)遲滯回路的示意圖；

圖6E及圖6F分別繪示圖4A及圖6C中的半導體結構而言的疊加于暫態電流-電場(I-E)回路的極化-電場(P-E)遲滯回路的示意圖；

圖7A至圖7C繪示制造根據本揭露的一些實施例的圖6A的半導體結構的示意圖；

圖8A至圖8D繪示制造根據本揭露的一些實施例的圖6C的半導體結構的示意圖；

圖9A及圖9C是根據本揭露的一些實施例的半導體結構的實例；

圖9B及圖9D分別繪示圖9A及圖9C的半導體結構的疊加于暫態電流-電場(I-E)回路的極化-電場(P-E)遲滯回路的示意圖；

圖10A至圖10C繪示制造根據本揭露的一些實施例的圖9C的半導體結構的示意圖；

圖11A及圖11C是根據本揭露的一些實施例的半導體結構的實例；