【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造，特別是涉及一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管及制備方法。
技術介紹
1、過去幾年中，非易失性隨機存取存儲器(nvram)的需求在急劇增長，并廣泛應用于便攜式電子設備、邏輯電路、多功能無接觸智能卡等領域。雖然全世界都在努力開發非易失性隨機存取存儲器，但到目前為止還沒有達到實際所需性能，如存儲密度、循環耐久性、存取功耗和數據保持性。鐵電材料在過去幾十年中被發現并廣泛應用，鐵電材料是一種具有穩定和切換自發極化的功能材料，可以通過外電場實現極化切換，即使去除外部電場，也可以保留信息。在沒有外部電場的情況下，極化有兩種不同的穩定狀態，可以通過施加大于矯頑場(ec)的電場從一種極化態切換到另一種極化態。這一特性為解決非易失性存儲器的存儲密度、存取功耗和數據保持性能等問題提供了思路。
2、為了解決非易失性存儲器存在的問題，研究人員嘗試將金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(mosfet)中的氧化物替換為鐵電層形成金屬-鐵電層-半導體場效應晶體管(mfsfet)來集成非易失性存儲器。研究發現mfsfet中由于鐵電材料與半導體直接接觸，在鐵電層和半導體之間會發生界面反應和相互擴散，鐵電層和半導體界面存在態密度很高，這會導致mfsfet的保持性能較差。為了解決界面反應和擴散問題，研究人員提出一種新結構，即在鐵電材料和半導體直接引入一層阻擋層形成金屬-鐵電層-絕緣層-半導體場效應晶體管(mfisfet)，該結構解決了鐵電層和半導體之間的界面問題，降低了界面中的缺陷。但對于mfisfet，鐵電材料的存在會誘導阻擋層產生去
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管及制備方法，以提高鐵電晶體管的存儲性能和保持性能。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管，所述鐵電場效應晶體管包括：
3、場效應晶體管結構和非對稱鐵電記憶電容結構；其中，所述非對稱鐵電記憶電容結構設置在所述場效應晶體管結構上方；
4、所述非對稱鐵電記憶電容結構包括：
5、二維石墨烯導電浮柵，設置在所述非對稱鐵電記憶電容結構上方；
6、二維層狀鐵電材料層，設置在所述二維石墨烯導電浮柵上方；
7、柵電極，設置在所述二維層狀鐵電材料層上方。
8、可選地，所述場效應晶體管結構包括：
9、襯底；
10、第一介質層，設置在所述襯底上方；
11、導電溝道，設置在所述第一介質層上方；
12、第二介質層，設置在所述導電溝道和所述二維石墨烯導電浮柵之間；
13、漏電極，設置在所述第二介質層上方，且所述第二介質層的一側；
14、源電極，設置在所述第二介質層上方，且所述第二介質層的另一側。
15、可選地，所述二維層狀鐵電材料層是由銅銦磷硫cips二維層狀鐵電材料構成。
16、可選地，所述第二介質層的長度與所述二維石墨烯導電浮柵的長度相等，所述第二介質層的長度小于所述導電溝道的長度。
17、可選地，所述第一介質層為sio2介電層，所述導電溝道為mos2導電溝道，所述第二介質層為h-bn介電層。
18、可選地，所述襯底為硅基襯底、藍寶石襯底、氧化硅襯底、碳化硅襯底和柔性襯底中任意一種。
19、可選地，所述鐵電場效應晶體管的去極化場edp計算公式為：
20、
21、其中，pfe、εfe和cfe分別是二維層狀鐵電材料層的鐵電極化強度、介電常數和鐵電電容，ε0是真空介電常數，cmis是金屬-介電層-半導體結構的電容。
22、本專利技術還提供一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管制備方法，所述制備方法用于制備上述鐵電場效應晶體管，所述制備方法包括：
23、對襯底進行清洗；
24、采用化學氣相沉積法在所述襯底上生長第一介電層；
25、采用化學氣相沉積法在所述第一介電層上生長導電溝道；
26、利用磁控濺射工藝在所述導電溝道上方沉積金屬，形成金屬電極層，然后利用光刻和刻蝕工藝，在所述導電溝道上方兩側形成源電極和漏電極；
27、利用脈沖激光沉積工藝或原子層沉積工藝在所述導電溝道的正上方沉積第二介電層；
28、利用化學氣相沉積法在所述第二介電層上生長二維石墨烯層或用機械剝離法轉移二維石墨烯層，形成二維石墨烯導電浮柵；
29、利用機械剝離法轉移二維層狀鐵電材料層到所述二維石墨烯導電浮柵層的上方；
30、利用磁控濺射工藝在所述二維層狀鐵電材料層上沉積金屬材料，經過電子束曝光、圖案化形成柵電極。
31、根據本專利技術提供的具體實施例，本專利技術公開了以下技術效果：
32、本專利技術公開一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管及制備方法，鐵電場效應晶體管包括場效應晶體管結構和非對稱鐵電記憶電容結構；其中，非對稱鐵電記憶電容結構包括：二維石墨烯導電浮柵、二維層狀鐵電材料層和柵電極，二維石墨烯導電浮柵設置在非對稱鐵電記憶電容結構上方；二維層狀鐵電材料層設置在二維石墨烯導電浮柵上方；柵電極設置在二維層狀鐵電材料層上方。本專利技術由于二維石墨烯導電浮柵的引入不僅可以為二維層狀鐵電材料層提供潔凈的原子級界面，減少界面態缺陷、而且可以為二維層狀鐵電材料層提供充足的補償電荷，減少去極化場，保證鐵電疇中極化狀態的穩定性，從而實現鐵電場效應晶體管長時間的數據保持，提高鐵電晶體管的存儲性能。
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1.一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述鐵電場效應晶體管包括：
2.根據權利要求1所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述場效應晶體管結構包括：
3.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述二維層狀鐵電材料層是由銅銦磷硫CIPS二維層狀鐵電材料構成。
4.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述第二介質層的長度與所述二維石墨烯導電浮柵的長度相等，所述第二介質層的長度小于所述導電溝道的長度。
5.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述第一介質層為SiO2介電層，所述導電溝道為MoS2導電溝道，所述第二介質層為h-BN介電層。
6.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述襯底為硅基襯底、藍寶石襯底、氧化硅襯底、碳化硅襯底和柔性襯底中任意一種。
7.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述鐵電場效應晶體管的去極化場Edp計算公式為：
8.一種非對稱
...【技術特征摘要】
1.一種非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述鐵電場效應晶體管包括：
2.根據權利要求1所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述場效應晶體管結構包括：
3.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述二維層狀鐵電材料層是由銅銦磷硫cips二維層狀鐵電材料構成。
4.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電場效應晶體管，其特征在于，所述第二介質層的長度與所述二維石墨烯導電浮柵的長度相等，所述第二介質層的長度小于所述導電溝道的長度。
5.根據權利要求2所述的非對稱電容的鐵電...
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