本公開涉及電容器和包括電容器的半導體器件。

背景技術：

1、進來，在存儲器件的制造中，積極開展了對高集成存儲器件的研究。

2、動態(tài)隨機存取存儲器(dram)具有高集成度和快速操作速度，但需要連續(xù)刷新以存儲數(shù)據(jù)。此外，靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、閃存等對于數(shù)據(jù)存儲是有利的，但是需要努力增加操作電壓、集成和操作速度。

3、同時，已對使用包括鐵電電介質層的鐵電電容器的鐵電存儲器件進行了研究。

4、包括鐵電電容器的鐵電存儲器件利用鐵電薄膜的極化反轉特性及其剩余極化，能夠進行高速讀/寫操作。

5、然而，由于鐵電材料的特性，在執(zhí)行讀/寫操作時，由于施加到電介質層的場致應力，鐵電特性隨時間而劣化，這可能導致鐵電特性的變化。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開試圖提供電容器以及包括該電容器的半導體器件，該電容器配置為防止和/或減少鐵電特性的劣化。

2、然而，實施方式要解決的問題不限于上述問題，并且可以在實施方式所包括的技術構思范圍內以各種方式進行擴展。

3、根據(jù)至少一個實施方式的電容器可以包括：彼此間隔開的第一電極和第二電極；以及電介質層，在第一電極和第二電極之間，并且包括鐵電層和在鐵電層中的輔助部分，其中輔助部分的能帶隙可以低于約4.0ev。

4、輔助部分可以包括分散在鐵電層中的多個輔助圖案。

5、電介質層可以進一步包括在鐵電層與第一電極和第二電極中的至少一個之間的絕緣層，絕緣層可以包括反鐵電層和順電層中的至少一個。

6、輔助部分可以進一步包括分散在絕緣層中的多個非典型性(atypical)的第一輔助圖案。

7、輔助部分可以包括在鐵電層中的輔助薄膜層。

8、輔助薄膜層的厚度可以小于鐵電層的厚度。

9、輔助薄膜層的平面面積可以小于鐵電層的平面面積。

10、電介質層可以進一步包括至少兩個絕緣層以及分別提供在絕緣層中的輔助薄膜層。

11、電介質層的輔助部分與電介質層的剩余部分的比率可以是約3％至約10％。

12、輔助部分可以包括金屬氧化物。

13、輔助部分可以包括氧化鋅(zno)、氧化錫(sno2)、氧化銦(in2o3)、二氧化鈦(tio2)、三氧化鎢(wo3)、五氧化二鈮(nb2o5)、一氧化錳(mno)和氧化鎳(nio)中的至少一種。

14、電介質層的泄漏電流x可以是10-4a/cm2≤x≤10-8a/cm2(例如，在1v)。

15、電介質層的厚度可以大于0且小于或等于約

16、根據(jù)至少一個實施方式的半導體器件可以包括襯底以及在襯底上方的電容器結構，電容器結構包括：在平行于襯底的上表面的方向上彼此間隔開的多個下電極、在所述多個下電極之間的支撐物、在所述多個下電極上方的上電極、以及將所述多個下電極與上電極絕緣的電介質層，電介質層包括鐵電層和在鐵電層中的輔助部分，其中輔助部分的能帶隙可以小于約4.0ev。

17、根據(jù)實施方式，可以提供被配置為防止(或減少)鐵電特性的劣化的電容器和包括該電容器的半導體器件。

18、然而，顯而易見的是，實施方式的效果不限于上述效果，且可以在不脫離本公開的精神和范圍的情況下以各種方式進行擴展。

技術特征：

1.一種電容器，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的電容器，其中所述輔助部分包括分散在所述鐵電層中的多個輔助圖案。

3.根據(jù)權利要求2所述的電容器，其中

4.根據(jù)權利要求2所述的電容器，其中所述輔助部分包括分散在所述絕緣層中的多個第一輔助圖案。

5.根據(jù)權利要求1所述的電容器，其中所述輔助部分包括在所述鐵電層中的輔助薄膜層。

6.根據(jù)權利要求5所述的電容器，其中所述輔助薄膜層的厚度小于所述鐵電層的厚度。

7.根據(jù)權利要求5所述的電容器，其中所述輔助薄膜層的平面面積小于所述鐵電層的平面面積。

8.根據(jù)權利要求5所述的電容器，其中

9.根據(jù)權利要求8所述的電容器，其中所述電介質層包括至少兩個絕緣層以及分別提供在所述絕緣層中的輔助薄膜層。

10.根據(jù)權利要求6所述的電容器，其中

11.根據(jù)權利要求10所述的電容器，其中所述電介質層包括至少兩個絕緣層以及分別提供在所述絕緣層中的輔助薄膜層。

12.根據(jù)權利要求1所述的電容器，其中所述電介質層的所述輔助部分與所述電介質層的剩余部分的比率是3％至10％。

13.根據(jù)權利要求12所述的電容器，其中所述輔助部分包括金屬氧化物。

14.根據(jù)權利要求13所述的電容器，其中所述輔助部分包括氧化鋅(zno)、氧化錫(sno2)、氧化銦(in2o3)、二氧化鈦(tio2)、三氧化鎢(wo3)、五氧化二鈮(nb2o5)、一氧化錳(mno)和氧化鎳(nio)中的至少一種。

15.根據(jù)權利要求1所述的電容器，其中所述電介質層的泄漏電流x在1伏特是10-4a/cm2≤x≤10-8a/cm2。

16.根據(jù)權利要求15所述的電容器，其中所述電介質層的厚度大于0且小于或等于

17.一種半導體器件，包括：

18.根據(jù)權利要求17所述的半導體器件，其中所述輔助部分包括分散在所述鐵電層中的多個輔助圖案。

19.根據(jù)權利要求17所述的半導體器件，其中所述輔助部分包括在所述鐵電層中的輔助薄膜層。

20.根據(jù)權利要求17所述的半導體器件，其中所述電介質層的所述輔助部分與所述電介質層的剩余部分的比率是3％至10％。

技術總結
實施方式提供了電容器和包括電容器的半導體器件。根據(jù)至少一個實施方式的電容器可以包括彼此間隔開的第一電極和第二電極、以及設置在第一電極和第二電極之間并包括鐵電層和設置在鐵電層中的輔助部分的電介質層，其中輔助部分的能帶隙E<subgt;g</subgt;可以低于約4.0eV。

技術研發(fā)人員：樸正敏,金志星,林漢鎮(zhèn),丁炯碩
受保護的技術使用者：三星電子株式會社
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21