一种铁电场效应晶体管及其制造方法、存储器

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种铁电场效应晶体管及其制造方法、存储器。


背景技术：

2.铁电场效应晶体管(fefet)具有多种功能和可调谐特性，在低功耗传感器、非易失性数据存储及新兴的人工突触等领域有广泛应用前景。
3.但是，现有的铁电场效应晶体管包括的铁电层的材料在含有氧元素的情况下，其剩余极化值会随着使用时间的延长而逐渐降低，不利于提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种铁电场效应晶体管及其制造方法、存储器，用于在铁电场效应晶体管包括的铁电层的材料含有氧元素的情况下，抑制铁电层的剩余极化值随着使用时间的延长而逐渐降低，提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
5.第一方面，本发明提供了一种铁电场效应晶体管，该铁电场效应晶体管包括：半导体基底、有源结构、铁电层、富氧种子层和栅极。
6.上述有源结构形成在半导体基底内或形成在半导体基底上。有源结构包括源区、漏区、以及位于源区和漏区之间的沟道区。沟道区分别与源区和漏区接触。铁电层形成在沟道区背离半导体基底的一侧。铁电层的材料含有氧元素。富氧种子层形成在铁电层上。栅极形成在富氧种子层上。
7.与现有技术相比，本发明提供的铁电场效应晶体管中的有源结构包括源区、漏区、以及位于源区和漏区之间的沟道区。铁电层位于上述沟道区背离半导体基底的一侧。栅极形成在铁电层的上方。基于此，在铁电场效应晶体管处于工作状态时，栅极和半导体衬底之间具有电势差，根据分压一部分电压降在铁电层上，在电场的作用下铁电畴极化方向指向栅极或沟道区。该极化方向能够随着施加在栅极上的电位变化而变化。并且，在撤销掉电压后，铁电层的极化方向保持不变，从而使得铁电场效应晶体管能够以非易失性方式实现对数据的存储。另外，上述铁电层的材料含有氧元素。并且，在实际的应用过程中，上述栅极的材料通常为tin或tan等金属导电材料，而上述金属导电材料具有亲氧性。基于此，本发明提供的铁电场效应晶体管还包括位于铁电层和栅极之间的富氧种子层。该富氧种子层可以将栅极和铁电层隔离开。在此情况下，虽然本发明提供的铁电场效应晶体管的栅极依然具有亲氧性，但是栅极吸附的氧为富氧种子层内的氧。并且，因富氧种子层内富含氧元素，故不会对铁电层靠近富氧种子层界面处的氧元素造成影响，从而能够确保随着使用时间的延长铁电层不会因界面处的氧缺失而使得其剩余极化值降低，解决了因现有的铁电场效应晶体管包括的铁电层和栅极直接接触而导致铁电层的质量下降的问题，利于提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
8.第二方面，本发明还提供一种存储器，该存储器包括上述第一方面及其各种实现方式提供的铁电场效应晶体管。
9.第三方面，本发明还提供了一种铁电场效应晶体管的制造方法，该铁电场效应晶体管的制造方法包括：
10.提供一半导体基底。
11.在半导体基底内或在半导体基底上形成铁电场效应晶体管包括的沟道区。
12.在沟道区背离半导体基底的一侧上形成铁电层。铁电层的材料含有氧元素。
13.在铁电层上形成富氧种子层。
14.在富氧种子层上形成栅极。
15.其中，铁电场效应晶体管的制造方法还包括：在半导体基底内或在半导体基底上，形成分别位于沟道区沿长度方向两侧的源区和漏区，获得有源结构。有源结构包括源区、漏区和沟道区。
16.本发明中第二方面和第三方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的第一种结构剖视示意图；
19.图2为本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的第二种结构剖视示意图；
20.图3为本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的第三种结构剖视示意图；
21.图4为本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的第四种结构沿沟道区的长度方向的剖视示意图；
22.图5为本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的第四种结构沿沟道区的宽度方向的剖视示意图；
23.图6为本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的第五种结构沿沟道区的长度方向的剖视示意图。
24.附图标记：11为半导体基底，12为有源结构，121为源区，122为漏区，123为沟道区，13为铁电层，14为富氧种子层，15为栅极，16为界面层，17为界面氧化层，18为浅槽隔离结构，19为侧墙，20为介电层。
具体实施方式
25.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
26.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同
形状、大小、相对位置的区域/层。
27.在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.铁电材料是即使在没有电场的情况下也表现出由自发极化的铁电性的材料，该自发极化通过使内部电偶极矩对准而保持。铁电材料可以用于制造铁电器件，诸如非易失性存储器件。例如：铁电场效应晶体管。
31.具体来说，在上述铁电场效应晶体管处于工作状态时，是利用铁电场效应晶体管包括的栅极与半导体基底之间的电势差，使铁电层在电场的作用下形成的铁电畴极化方向指向栅极或沟道区。基于此，当半导体基底的电位固定的时候，极化方向就会随着施加在栅极上的电位变化而变化。并且，在撤销电压后，其极化方向保持不变。这样根据铁电层的极化方向不同以非易失性方式存储布尔逻辑量“1”或者“0”。另外，利用掺杂氧化铪作为铁电材料的场效应晶体管的应用使得铁电场效应晶体管的物理栅长按国际半导体技术路线图(itrs)持续微缩。换句话说，铪基铁电场效应晶体管具有可微缩性。而且，铪基铁电场效应晶体管能够与传统的cmos工艺兼容，其工作速度快、功耗低。但是，铪基铁电场效应晶体管的抗疲劳特性限制了它的商业化应用。
32.具体的，因铪基铁电场效应晶体管中的铁电层的材料含有氧。并且，形成在该铁电层上的栅极，其材料通常为tin或tan等具有亲氧性的金属材料，使得铪基铁电场效应晶体管处于工作状态时，其包括的栅极会吸取铁电层与栅极接触的接触处的氧元素，使得铁电层内的氧空位增多，导致铁电层的质量下降，从而降低了铁电层的剩余极化值，不利于铪基铁电场效应晶体管抗疲劳特性的提升。
33.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种铁电场效应晶体管及其制造方法、存储器。其中，在本发明实施例提供的铁电场效应晶体管中，在铁电层和栅极之间形成有富氧种子层，以防止随着使用时间的延长铁电层因界面处的氧缺失而使得其剩余极化值降低，利于提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
34.如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种铁电场效应晶体管。从导电类型方面来说，本发明实施例提供的铁电场效应晶体管可以为nmos晶体管，也可以为pmos晶体管。从
器件结构方面来说，本发明实施例提供的铁电场效应晶体管可以为平面晶体管、鳍式场效应晶体管或环栅晶体管。其中，上述环栅晶体管可以是水平环栅晶体管，也可以是竖直环栅晶体管。
35.如图1至图6所示，该铁电场效应晶体管包括：半导体基底11、有源结构12、铁电层13、富氧种子层14和栅极15。上述有源结构12形成在半导体基底11内或形成在半导体基底11上。有源结构12包括源区121、漏区122、以及位于源区121和漏区122之间的沟道区123。沟道区123分别与源区121和漏区122接触。铁电层13形成在沟道区123背离半导体基底11的一侧。铁电层13的材料含有氧元素。富氧种子层14形成在铁电层13上。栅极15形成在富氧种子层14上。
36.具体来说，上述半导体基底可以为其上未形成有其它结构的半导体衬底。例如：半导体基底可以为硅衬底、锗硅衬底、锗衬底、绝缘体上硅衬底等半导体衬底。或者，上述半导体基底还可以为其上形成有其它结构的半导体衬底。在此情况下，该半导体基底的具体结构可以根据实际应用场景设置。例如：若本发明实施例提供的铁电场效应晶体管应用至包括若干铁电场效应晶体管的存储器中，则半导体基底可以包括形成在铁电场效应晶体管外周的外围电路。该外围电路的具体结构可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。
37.对于上述有源结构来说，该有源结构包括的源区、漏区和沟道区的具体形成位置可以根据铁电场效应晶体管的器件类型确认。
38.例如：如图1所示，在铁电场效应晶体管为平面晶体管的情况下，上述源区121、漏区122和沟道区123可以均形成在半导体基底11内。此时，沟道区123背离半导体基底11的表面为半导体基底11形成有沟道区123的部分的上表面。或者，沟道区还可以形成在半导体基底上。
39.又例如：如图4和图5所示，在铁电场效应晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，上述有源结构12为形成在半导体基底11上的鳍状结构。此时，有源结构12包括的源区121、漏区122和沟道区123位于半导体基底11上。沟道区123背离半导体基底11的表面为沟道区123的顶面、以及其沿宽度方向的两个侧面。
40.再例如：如图6所示，在铁电场效应晶体管为环栅晶体管的情况下，上述源区和漏区形成在半导体基底11上。上述沟道区123包括至少一条纳米线或片。每条纳米线或片均与半导体基底11之间具有空隙。其中，当沟道区123包括至少两条纳米线或片的情况下，相邻两条纳米线或片之间也具有空隙。此时，沟道区123背离半导体基底11的表面为纳米线或片未与源区和漏区接触的外表面。具体的，沟道区123包括的纳米线或片的条数、以及上述空隙的大小，可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。
41.另外，上述有源结构包括的源区、漏区和沟道区的材料可以为硅、锗硅、锗或三五族化合物等半导体材料。具体的，源区和漏区的材料可以相同，也可以不同。其中，当源区和漏区的材料相同时，可以在同一操作步骤中同时形成源区和漏区，以简化晶体管的制造过程。此外，当有源结构形成在半导体基底上时，上述沟道区的材料可以至少与源区和漏区中的一者的材料相同，也可以不同。例如：源区和漏区的材料可以为锗硅，沟道区的材料可以为锗硅、也可以为硅。再者，当铁电场效应晶体管为环栅晶体管时，不同纳米线或片的材料可以相同，也可以不同。其中，当不同纳米线或片的材料相同时，可以降低选择性刻蚀牺牲层的难度，利于提高本发明实施例提供的铁电场效应晶体管与常规环栅晶体管的制造工艺
之间的兼容性。
42.对于上述铁电层来说，从结构方面来讲，铁电层的具体形成位置可以根据铁电场效应晶体管的器件类型确认。
43.例如：如图1所示，在铁电场效应晶体管为平面晶体管的情况下，铁电层13位于半导体基底11形成有沟道区123的部分的上表面。
44.又例如：如图4和图5所示，在铁电场效应晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，铁电层13覆盖在沟道区123的外周。
45.再例如：如图6所示，在铁电场效应晶体管为环栅晶体管的情况下，铁电层13环绕在沟道区123的外周。
46.从材料方面来讲，上述铁电层的材料可以为任一含有氧元素的铁电材料。例如：铁电层的材料可以包括kh2po4、batio3、hf
1-x
zr
x
o2、hf
1-y
alyo2、hf
1-z
sizo2、hf
1-m
gdmo2、hf
1-n
srno2和hf
1-p
sc
p
o2中的一种或多种。其中，0.3≤x≤0.7，0.3≤y≤0.7，0.3≤z≤0.7，0.3≤m≤0.7，0.3≤n≤0.7，0.3≤p≤0.7。具体的，当铁电层的材料包括掺杂氧化铪时，铁电场效应晶体管具有可微缩性，利于提升包括该铁电场效晶体管的存储器的集成度。其中，上述x、y、z、m、n和p的具体数值可以根据实际需求设置，此处不做具体限定。
47.从规格方面来讲，该铁电层的厚度可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。例如：铁电层的厚度可以为3nm至10nm。
48.对于上述富氧种子层来说，该富氧种子层的材料可以为任一种富氧介电材料。例如：富氧种子层的材料可以为富氧氧化钛、富氧氧化锆、富氧氧化铪和富氧三氧化二铝中的一种或多种。在此情况下，上述几种富氧种子层的材料与掺杂氧化铪之间具有较高的晶格匹配度，从而能够在采用掺杂氧化铪制造的铁电层上形成具有高成膜质量的富氧种子层，利于降低铁电层和富氧种子层之间的界面缺陷，进而利于提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
49.另外，上述富氧种子层的厚度可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。例如：富氧种子层的厚度可以为0.1nm至1nm。此时，富氧种子层的厚度适中，可以防止因富氧种子层的厚度较小而导致栅极在将富氧种子层内的氧元素吸收完全后也会吸附位于富氧种子层下方的铁电层内的氧，进一步防止铁电层内的氧元素缺失。同时，还可以防止因富氧种子层的厚度较大而影响铁电场效应晶体管工作时的阈值电压，确保铁电场效应晶体管具有良好的工作性能。
50.对于上述栅极来说，栅极的具体结构可以根据铁电场效应晶体管的器件类型、以及栅极的制造工艺确定，此处不做具体限定。例如：如图1所示，在铁电场效应晶体管为平面晶体管、且采用先栅工艺制造栅极15的情况下，栅极15为“一”型结构。又例如：如图3所示，在铁电场效应晶体管为平面晶体管、且采用后栅工艺制造栅极15的情况下，栅极15为“u”型结构。
51.从材料方面来讲，上述栅极的材料为导电材料。例如：栅极的材料可以包括：tin、tan或tisin等。从规格方面来讲，栅极的厚度可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。例如：栅极的厚度可以为2nm至10nm。
52.采用上述技术方案的情况，如图1至图6所示，本发明实施例提供的铁电场效应晶体管中的有源结构12包括源区121、漏区122、以及位于源区121和漏区122之间的沟道区
123。铁电层13位于上述沟道区123背离半导体基底11的一侧。栅极15形成在铁电层13的上方。基于此，在铁电场效应晶体管处于工作状态时，栅极15与半导体基底11之间具有电势差，根据分压一部分电压降在铁电层13上，在电场的作用下铁电畴极化方向指向栅极15或沟道区123。该极化方向能够随着施加在栅极15上的电位变化而变化。并且，在撤销掉电压后，铁电层13的极化方向保持不变，从而使得铁电场效应晶体管能够以非易失性方式实现对数据的存储。另外，上述铁电层13的材料含有氧元素。并且，在实际的应用过程中，上述栅极15的材料通常为tin或tan等金属导电材料，而上述金属导电材料具有亲氧性。基于此，本发明实施例提供的铁电场效应晶体管还包括位于铁电层13和栅极15之间的富氧种子层14。该富氧种子层14可以将栅极15和铁电层13隔离开。在此情况下，虽然本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的栅极15依然具有亲氧性，但是栅极15吸附的氧为富氧种子层14内的氧。并且，因富氧种子层14内富含氧元素，故不会对铁电层13靠近富氧种子层14界面处的氧元素造成影响，从而能够确保随着使用时间的延长铁电层13不会因界面处的氧缺失而使得其剩余极化值降低，解决了因现有的铁电场效应晶体管包括的铁电层13和栅极15直接接触而导致铁电层13的质量下降的问题，利于提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
53.在一种示例中，上述铁电场效应晶体管还可以包括位于铁电层和沟道区之间的界面层，以抑制栅极漏电，进一步提高铁电场效应晶体管的工作性能。
54.具体的，上述界面层的材质可以为氧化硅等低k材料。或者，也可以为氮化硅、氮氧硅等高k材料(介电常数大于3.9的介电材料为高k材料)。其中，当界面层的材料为氮化硅、氮氧硅等高k材料时，可以减小界面层的电场，抑制沟道区内的载流子扩散至栅极内，进一步提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。此外，上述界面层的厚度可以根据实际需求进行设置。例如：界面层的厚度可以为0.2nm至1nm。
55.示例性的，在上述界面层的材料为高k材料、且高k材料的介电常数大于3.9的情况下，上述铁电场效应晶体管还可以包括位于界面层与沟道区之间的界面氧化层。在此情况下，当界面层的材料为高k材料时，界面层与沟道区之间具有严重的界面态，影响沟道区中载流子的迁移率。而在界面层与沟道区之间形成一层界面氧化层，可以将界面层与沟道区隔离开，降低界面层与沟道区之间的界面态，进一步提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
56.具体的，上述界面氧化层的材质可以根据沟道区的材料进行确定。例如：在沟道区的材料为硅的情况下，上述界面氧化层的材料为氧化硅。此外，上述界面氧化层的厚度可以根据实际需求进行设置。例如：界面氧化层的厚度可以为0.2nm至1nm。
57.在一种示例中，如图2至图5所示，上述铁电场效应晶体管还可以为包括浅槽隔离结构18、侧墙19和介电层20。其中，上述浅槽隔离结构18形成在半导体基底11内或形成在半导体基底11上，用于将半导体基底11具有的不同有源区隔离开，防止漏电。浅槽隔离结构18的厚度可以根据实际情况设置。浅槽隔离结构18的材料可以为sin、si3n4、sio2或sico等绝缘材料。上述侧墙19至少形成在栅堆叠结构(该栅堆叠结构包括上述栅极15、富氧种子层14和铁电层13。其中，在铁电场效应晶体管还包括界面层16和界面氧化层17的情况下，栅堆叠结构还包括界面层16和界面氧化层17)沿长度方向的两侧，以将栅堆叠结构包括的栅极15与后续形成的其它导电结构隔离开，提高铁电场效应晶体管的电学稳定性。侧墙19的材质可以为氧化硅或氮化硅等绝缘材料。上述介电层20覆盖在半导体基底11上、且其顶部与栅极15的顶部平齐。在实际制造过程中，该介电层20的存在可以保护源区121和漏区122不受
后续操作的影响，提高铁电场效应晶体管的良率。介电层20的材质可以为氧化硅或氮化硅等绝缘材料。
58.本发明实施例还提供一种存储器，该存储器包括上述实施例提供的铁电场效应晶体管。
59.与现有技术相比，本发明实施例提供的存储器具有的有益效果可以参考前文所述的铁电场效应晶体管的有益效果分析，此处不再赘述。
60.本发明实施例提供了一种铁电场效应晶体管的制造方法。具体的，该铁电场效应晶体管的制造方法包括：
61.首先，提供一半导体基底。具体的，半导体基底的具体结构和材料可以参考前文，此处不再赘述。
62.接着，在半导体基底内或在半导体基底上形成铁电场效应晶体管包括的沟道区。具体的，铁电场效应晶体管包括的沟道区的具体结构和材料等信息可以参考前文。
63.可以理解的是，在所制造的铁电场效应晶体管的器件类型不同的情况下，上述沟道区的形成过程也不完全相同。基于此，下面将根据铁电场效应晶体管的器件类型的不同，将沟道区的形成过程至少分为以下三种情况：
64.第一种、如图1所示，在所制造的铁电场效应晶体管为平面晶体管、且沟道区123形成在半导体基底11内的情况下，在提供了半导体基底后，半导体基底具有的部分有源区即为铁电场效应晶体管包括的沟道区。
65.或者，在铁电场效应晶体管为平面晶体管、且沟道区形成在半导体基底上的情况下，在提供了半导体基底后，可以采用化学气相沉积等工艺形成用于制造沟道区的材料层，接着可以采用等离子体注入等工艺对上述材料层进行相应掺杂类型的导电粒子掺杂处理，形成沟道区。
66.第二种、如图4和图5所示，在所制造的铁电场效应晶体管为鳍式场效应晶体管的情况下，可以采用光刻和干法刻蚀等工艺对半导体基底进行刻蚀，以在半导体基底上形成若干第一鳍部。并在半导体基底暴露在第一鳍部之外的部分上形成浅槽隔离结构。其中，第一鳍部暴露在浅槽隔离结构之外的部分为第一鳍状结构。沿着第一鳍状结构的长度方向，该第一鳍状结构包括源形成区、漏形成区和上述沟道区。
67.第三种、如图6所示，在所制造的铁电场效应晶体管为环栅晶体管的情况下，可以外延生长等工艺在半导体基底上形成至少一层叠层。沿着半导体基底的厚度方向，每层叠层包括牺牲层、以及位于牺牲层上的沟道层。接着可以采用光刻和干法刻蚀等工艺对叠层和半导体基底进行刻蚀，以在半导体基底上形成若干第二鳍部。并在半导体基底暴露在第二鳍部之外的部分上形成浅槽隔离结构。浅槽隔离结构的顶部高度小于等于半导体基底被刻蚀后剩余部分的顶部高度。其中，第二鳍部暴露在浅槽隔离结构之外的部分为第二鳍状结构。沿着第二鳍状结构的长度方向，该第一鳍状结构包括源形成区、漏形成区和上述沟道形成区。最后，可以采用湿法刻蚀或干法刻蚀等工艺，选择性去除牺牲层位于沟道形成区内的部分，以使得沟道层位于沟道形成区内的部分形成沟道区。
68.在形成上述沟道区后，如图1至图6所示，在沟道区123背离半导体基底11的一侧上形成铁电层13。铁电层13的材料含有氧元素。然后，在铁电层13上形成富氧种子层14。并在富氧种子层14上形成栅极15。
69.在实际的应用过程中，可以采用原子层沉积等工艺形成上述铁电层，铁电层的厚度和材料可以参考前文。至于富氧种子层的形成过程，可以采用等离子体增强化学气相沉积等工艺，直接在铁电层上形成富氧种子层。或者，还可以采用原子层沉积等工艺，先在铁电层上形成种子层。该种子层的材料可以根据富氧种子层的材料进行设置。例如：在富氧种子层的材料为富氧氧化锆的情况下，种子层的材料为氧化锆。接着，对种子层进行氧退火处理，以使得种子层形成富氧种子层。其中，上述氧退火处理的气体环境和处理条件可以根据实际应用场景设置，只要能够应用至本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的制造方法中均可。示例性的，可以在浓度为5ppm至15ppm的臭氧环境下，对种子层进行氧退火处理。或者，还可以在氧气等具有氧化性的气体环境下进行上述氧退火处理。另外，上述氧退火处理的退火温度可以为300℃至500℃，退火时间可以为15s至60s。最后，可以采用原子层沉积或物理气相沉积工艺在富氧种子层上形成栅极。
70.值得注意的是，在形成上述富氧种子层的过程中，当采用等离子体增强化学气相沉积等工艺直接该富氧种子层，则氧元素吸附在铁电层背离沟道区的表面，影响铁电层的质量。而采用预先形成种子层，再对种子层进行氧退火的方式形成富氧种子层，可以防止多余的氧元素吸附在铁电层靠近富氧种子层的表面，确保铁电层具有良好的成膜质量，进一步提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
71.另外，如图1至图6所示，本发明实施例提供的铁电场效应晶体管的制造方法在形成铁电层13后，在形成栅极15前，在铁电层13上形成了富氧种子层14。该富氧种子层14可以将栅极15和铁电层13隔离开。在此情况下，虽然后续形成的栅极15依然具有亲氧性，但是栅极15吸附的氧为富氧种子层14内的氧。并且，因富氧种子层14内富含氧元素，故不会对铁电层13靠近富氧种子层14界面处的氧元素造成影响，从而能够确保随着使用时间的延长铁电层13不会因界面处的氧缺失而使得其剩余极化值降低，解决了因现有的铁电场效应晶体管包括的铁电层13和栅极15直接接触而导致铁电层13的质量下降的问题，利于提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
72.其中，上述铁电场效应晶体管的制造方法还包括步骤：在半导体基底内或在半导体基底上，形成分别位于沟道区沿长度方向两侧的源区和漏区，获得有源结构。有源结构包括源区、漏区和沟道区。
73.在实际的制造过程中，上述源区和漏区的形成顺序可以根据栅极的制造工艺、以及实际需求进行设置。其中，在采用后栅工艺制造铁电场效应晶体管包括的栅极的情况下，在提供一半导体基底后，并且在半导体基底内或在半导体基底上形成铁电场效应晶体管包括的沟道区之前，在半导体基底内或在半导体基底上，形成分别位于沟道区沿长度方向两侧的源区和漏区，获得上述有源结构。而在采用先栅工艺制造铁电场效应晶体管包括的栅极的情况下，在富氧种子层上形成栅极后，在半导体基底内或在半导体基底上形成分别位于沟道区沿长度方向两侧的源区和漏区，获得上述有源结构。
74.具体的，如图1所示，在所制造的铁电场效应晶体管为平面晶体管的情况下，可以采用先栅工艺制造栅极15。在上述情况下，在提供半导体基底11后，在半导体基底11的相应位置，依次形成上述铁电层13、富氧种子层14和栅极15。接着，再采用等离子体注入等工艺在半导体基底11位于栅极15两侧的部分内分别形成源区121和漏区122。需要说明的是，如前文所述，当沟道区形成在位于半导体基底上的材料层内时，上述源区和漏区材料层位于
栅极两侧的部分内。
75.或者，如图3所示，在所制造的铁电场效应晶体管为平面晶体管的情况下，还可以采用后栅工艺制造栅极15。在上述情况下，在先在沟道区123背离半导体基底11的一侧上形成牺牲栅。接着，可以采用上述工艺，在沟道区123的两侧形成源区121和漏区122。然后，选择性去除牺牲栅，并在去除牺牲栅所释放的区域内形成铁电层13、富氧种子层14和栅极15。
76.需要说明的是，上述是以平面晶体管为例，对采用先栅工艺和后栅工艺分别制造栅极时，栅极和有源结构的形成顺序进行说明。当所制造的铁电场效应晶体管为鳍式场效应晶体管或环栅晶体管时，也可以采用上述先栅工艺或后栅工艺制造栅极，具体的制造过程此处不再赘述。
77.在一种示例中，在半导体基底内或在半导体基底上形成铁电场效应晶体管包括的沟道区后，在沟道区背离半导体基底的一侧上形成铁电层前，铁电场效应晶体管的制造方法还包括步骤：在沟道区背离半导体基底的一侧上形成界面层，以抑制栅极漏电，进一步提高铁电场效应晶体管的工作性能。
78.具体的，该界面层的材料和厚度可以参考前文。此外，该界面层的形成工艺可以根据界面层的材料进行确定。例如：在界面层的材料为氮化硅的情况下，可以采用低压化学气相沉积或热氮生长等工艺形成该界面层。
79.在一种示例中，在上述界面层的材料为高k材料、且高k材料的介电常数大于3.9的情况下，在半导体基底内或在半导体基底上形成有源结构后，在沟道区背离半导体基底的一侧上形成界面层前，铁电场效应晶体管的制造方法还包括步骤：在沟道区背离半导体基底的一侧上形成界面氧化层，以，降低界面层与沟道区之间的界面态，进一步提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。
80.在实际的应用过程中，可以采用化学气相沉积或臭氧方式生长界面氧化层。界面氧化层的材料和厚度可以参考前文。
81.在一种示例中，在富氧种子层上形成栅极后，上述铁电场效应晶体管的制造方法还可以包括：至少对铁电层、富氧种子层和栅极进行氢气退火处理，已至少修复铁电层、富氧种子层和栅极存在的缺陷，进一步提升铁电场效应晶体管的抗疲劳特性。氢气退火处理的环境压力可以为5atm至20atm，退火时间可以为10min至25min，退火温度可以为300℃至500℃。
82.当然，还可以根据不同的应用场景要求将上述氢气退火处理的环境压力、退火时间和退火温度设置为其它合适数值，此处不做具体限定。
83.另外，如前文所述，在沟道区与铁电层之间还形成有界面氧化层和界面层的情况下，在形成栅极后，上述氢气退火处理的对象为界面氧化层、界面层、铁电层、富氧种子层和栅极，以修复上述膜层存在的缺陷。
84.在一些情况下，如前文所述，在提供一半导体基底后，在形成沟道区前，还可以采用化学气相沉积和刻蚀等工艺，在半导体基底内或在半导体基底上形成上述浅槽隔离结构。另外，在形成源区和漏区后，可以采用化学气相沉积和化学机械抛光等工艺，在已形成的结构上覆盖一层介电层。介电层的顶部与栅极的顶部平齐。再者，在形成栅极(或者在形成牺牲栅)后，可以采用化学气相沉积和刻蚀等工艺，在栅极沿长度方向的两侧形成上述侧墙。
85.具体的，上述浅槽隔离结构、介电层和侧墙的材质可以参考前文，此处不再赘述。
86.在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
87.以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。