[实用新型]一种用双氧水提高抗辐射性的薄膜晶体管器件

说明书

本实用新型公开了一种用双氧水提高抗辐射性的薄膜晶体管器件，包括从下到上依次设置的栅电极，高掺硅衬底，介电层，半导体层，上金属电极；所述上金属电极包括源电极和漏电极。本案可提高薄膜晶体管器件的抗辐射性的；薄膜晶体管器件的性能稳定可靠；在工艺上与传统工艺兼容，能有效控制了制备成本。

技术领域

本实用新型涉及一种微电子器件领域的技术，具体是一种抗辐射性好的高介电常数材料（high-k材料）的薄膜晶体管器件（TFT器件）。

背景技术

随着空间技术、航天战略武器及微电子技术的快速发展，越来越多的电子元器件被航天产品所采用。其中半导体器件（包括：半导体分立器件、集成电路等）大多数是辐射敏感器件，辐射环境对这些器件的性能会产生不同程度的影响，甚至使其失效。

空间辐射环境主要来自宇宙射线、太阳耀斑辐射及环绕地球的内外范·艾伦辐射带等。虽然辐射剂量率很低，但由于它是一个累积效应，当剂量率累计到一定值时，将导致电子器件的性能发生变化，严重时将导致器件完全失效，使电子设备不能正常工作。

随着器件集成度的提高，以及工作电压的降低，器件对单粒子效应的敏感度也大幅度提高，而传统的基于二氧化硅的半导体器件具有较低的抗辐射性，不足以长时间在辐射环境中稳定可靠地工作。而一些high-k材料作为二氧化硅的替代品，其抗辐射性也需要提高。因此需要针对各种辐射效应，在器件的材料、电路设计、结构设计、工艺制造及封装等各个环节采取加固措施，使其具有一定的抗辐射性能。抗辐射加固的器件应用在空间辐射环境中，将能提高航天器的可靠性和使用寿命;应用在战略武器中，将能提高其效能和突防能力。

发明内容

本实用新型目的是：一种针对现有基于高介电常数材料（high-k材料）的半导体器件存在的上述不足，提出了一种用双氧水改善溶液法沉积的高介电常数材料（high-k材料）的薄膜晶体管器件（TFT器件）的抗辐射性的方法，能提高半导体器件的抗辐射性，满足半导体器件需要长时间在辐射环境下稳定可靠工作的需求，同时在工艺上与传统工艺兼容，控制了制备成本。

本发明的技术方案是：一种用双氧水提高抗辐射性的薄膜晶体管器件，包括从下到上依次设置的栅电极，高掺硅衬底，介电层，半导体层，上金属电极；所述上金属电极包括源电极和漏电极；将旋涂好双氧水前驱体溶液的高掺硅衬底置于热板上退火形成介电层。

优选的，所述高掺硅衬底为P型100晶向的高掺杂单晶硅衬底。

优选的，所述半导体层材料选自金属氧化物中的一种。

优选的，所述栅电极为钛、铝、镍、金、银中的一种或者几种的叠层。

优选的，所述上金属电极为钛、铝、镍、金、银中的一种或者几种的叠层。

一种用双氧水提高抗辐射性的薄膜晶体管器件的方法，具体步骤包括：

a)将前驱体药品溶于水溶液中，得到浓度为0.5-2.5mol/L前驱体溶液；

b)将双氧水加入前驱体溶液中，得到双氧水前驱体溶液；双氧水浓度为1-10 mol/L；

c)将双氧水前驱体溶液超声震荡15-60分钟；

d)清洗高掺硅衬底，将高掺硅衬底完全浸入盛放含有2%-5%氢氟酸的水溶液中，浸泡30-120秒后，用去离子水冲洗高掺硅衬底去除残留的杂质并用氮气吹干；

e)将配备好的双氧水前驱体溶液旋涂在清洗好的高掺硅衬底上，旋涂速度为3000-5500转/秒，旋涂时间为20-60s；