存储器器件、半导体器件及其操作方法与流程

技术特征：
1.一种存储器器件，包括：第一电极；存储器层堆叠，位于所述第一电极上且包括至少一个半导体金属氧化物层和至少一个含氢金属层，所述含氢金属层包括原子百分比至少为90％的选自铂、铱、锇和钌中的至少一种金属并包括氢原子；以及第二电极，位于所述存储器层堆叠上方。2.根据权利要求1所述的存储器器件，还包括：第一金属互连结构，嵌入在第一介电材料层内并接触所述第一电极的底面；和第二金属互连结构，嵌入在第二介电材料层内并接触第二电极的顶面的。3.根据权利要求2所述的存储器器件，还包括：半导体衬底，位于所述第一介电材料层下方；和场效应晶体管，位于所述半导体衬底上，其中，所述第一电极或所述第二电极通过位于所述半导体衬底和所述第一介电材料层之间的附加金属互连结构电连接到所述场效应晶体管中的一个。4.根据权利要求1所述的存储器器件，其中，所述至少一个半导体金属氧化物层中的每个接触所述至少一个含氢金属层中的相应一个的水平表面。5.根据权利要求1所述的存储器器件，其中：所述存储器层堆叠包括相互接触的单个半导体金属氧化物层和单个含氢金属层；所述单个半导体金属氧化物层接触所述第一电极和所述第二电极中的一个；和所述单个含氢金属层接触所述第一电极和所述第二电极中的另一个，其中，单个含氢金属层包括原子百分比低于10％的氢原子。6.根据权利要求1所述的存储器器件，其中：所述至少一个含氢金属层包括多个含氢金属层；和所述至少一个半导体金属氧化物层中的一个接触所述多个含氢金属层中的两个。7.根据权利要求1所述的存储器器件，其中，所述存储器层堆叠包括至少两个含氢金属层和至少两个半导体金属氧化物层的交错层堆叠。8.根据权利要求1所述的存储器器件，其中，所述第一电极、所述存储器层堆叠和所述第二电极的组合包括具有柱结构，所述柱结构的顶面是所述第二电极的顶面、底面是所述第一电极的底面、并且侧壁在所述第二电极的所述顶面的外围和所述第一电极的所述底面的外围之间笔直延伸。9.一种半导体器件，包括：半导体金属氧化物层，位于介电材料层上，并且包括源极区、漏极区和位于所述源极区与所述漏极区之间的沟道区；含氢金属层，位于所述沟道区的表面上，并且包括原子百分比至少为90％的选自铂、铱、锇和钌中的至少一种金属并包括氢原子；以及栅电极，位于所述含氢金属层上。10.一种操作半导体器件的方法，包括：提供包括位于第一电极和第二电极之间的层堆叠的半导体器件，其中，所述层堆叠包括至少一个半导体金属氧化物层和位于介电材料层上方的至少一个含氢金属层，其中，所
述至少一个含氢金属层中的每个包括原子百分比至少为90％的选自铂、铱、锇和钌中的至少一种金属并包括氢原子；通过跨所述第一电极和所述第二电极或者跨位于所述至少一个含氢金属层以及所述第一电极和所述第二电子中的一个上的栅电极施加编程脉冲，将所述半导体器件编程为氢化状态或脱氢状态，其中，所述氢化状态是其中所述至少一个半导体金属氧化物层被氢原子浸渍的状态，并且其中，所述脱氢状态是其中所述至少一个半导体金属氧化物层是贫氢的状态；以及通过在测量偏置条件下测量所述第一电极和所述第二电极之间的测量电流路径的电导来确定所述半导体器件的存储器状态。

技术总结
提供了一种存储器器件，其可以包括第一电极、包括至少一个半导体金属氧化物层和至少一个含氢金属层的存储器层堆叠、以及第二电极。提供一种半导体器件，其可包括含有源极区、漏极区和沟道区的半导体金属氧化物层，位于沟道区表面的含氢金属层，以及位于沟道区上的栅电极。含氢金属层。每个含氢金属层可以包括至少90％的原子百分比的选自铂、铱、锇和钌的至少一种金属，并且可以包括0.001％至10％的原子百分比的氢原子％。氢原子可以可逆地浸入相应的半导体金属氧化物层中以改变电阻率并编码存储位。本发明的实施例还涉及半导体器件及其操作方法。操作方法。操作方法。


技术研发人员：马可
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2021/10/23