具有包括空隙图案的沟道层的半导体器件的制作方法

本公开总体上涉及具有包括空隙图案的沟道层的半导体器件。

背景技术：

1、近年来，将变化的电阻存储为信号信息的电阻式存储器件见诸报道。根据电阻变化的发生因素，电阻式存储器件可分为阻变存储器（阻变ram）、相变存储器（pcram）和磁变存储器（mcram）等。

2、同时，作为阻变存储器件的一个例子，已经提出了场效应晶体管形式的电阻式存储器件，其沟道层由阻变材料形成。场效应晶体管形式的电阻式存储器件将根据沟道层的导电性确定的电阻态存储为信号信息。

技术实现思路

1、本公开提供了一种半导体器件，其包括：衬底，设置在衬底之上且彼此间隔开的源电极和漏电极，设置在衬底之上、源电极与漏电极之间且包括沿沟道层的厚度方向延伸的空隙图案的沟道层，设置在沟道层上且配置为与沟道层交换氢（h）的氢传导层，以及设置在氢传导层上的栅电极。沟道层包括导电材料，导电材料的体积根据导电材料所容纳的氢（h）浓度而膨胀或收缩。空隙图案的尺寸通过导电材料基于沟道层中容纳的氢浓度的体积膨胀或收缩来控制。

2、本公开提供了一种半导体器件，其包括：衬底，设置在衬底之上且彼此间隔开的源电极和漏电极，设置在源电极与漏电极之间的沟道层，设置在沟道层上的氢传导层，以及设置在氢传导层上的栅电极。沟道层可包括贯穿沟道层的空隙图案并且包括导电材料，导电材料的体积根据沟道层中容纳的氢（h）的浓度而变化。

3、本公开提供了一种半导体器件，其包括：衬底，设置在衬底之上且彼此间隔开的源电极和漏电极，设置在衬底之上、源电极与漏电极之间且包括空隙图案的沟道层；设置在沟道层上的氢传导层；以及设置在氢传导层上的栅电极。沟道层包括导电材料，导电材料的体积根据沟道层中容纳的氢（h）的浓度而膨胀或收缩。空隙图案沿沟道层的厚度方向延伸，但空隙图案并未完全贯穿沟道层。

1.一种半导体器件，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述空隙图案贯穿整个所述沟道层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述沟道层包括不包含所述空隙图案的第一沟道部分和包含所述空隙图案的第二沟道部分，以及

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，所述第一沟道部分和所述第二沟道部分包括基本上相同的材料。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，

7.根据权利要求1所述的半导体器件，

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述空隙图案的尺寸随着所述导电材料膨胀而减小。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述沟道层根据所述空隙图案的尺寸而具有多个不同电阻态中的一个电阻态。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述导电材料包括钯pd、镁mg和铱y中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述氢传导层包括选自由氢离子交换聚合物、金属有机骨架、共价有机骨架、磺化石墨烯和聚合物-石墨烯复合物组成的组中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括位于所述氢传导层与所述栅电极之间的氢源层。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中，所述氢源层包括金属氢化物或含氢半导体材料。

14.一种半导体器件，包括：

15.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述氢传导层：根据施加到所述栅电极的电压而在所述氢传导层与所述沟道层之间交换所述氢h。

16.根据权利要求15所述的半导体器件，其中，所述氢传导层包括选自由氢离子交换聚合物、金属有机骨架、共价有机骨架、磺化石墨烯和聚合物-石墨烯复合物组成的组中的至少一种。

17.根据权利要求14所述的半导体器件，

18.根据权利要求14所述的半导体器件，

19.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述沟道层根据所述空隙图案的尺寸而具有多个不同电阻态中的一个电阻态。

20.一种半导体器件，包括：

21.根据权利要求20所述的半导体器件，

22.根据权利要求20所述的半导体器件，其中，所述空隙图案的尺寸通过所述导电材料基于容纳的氢的体积膨胀或收缩来控制。