[发明专利]HZO基铁电器件及其制作方法

说明书

本申请公开了一种HZO基铁电器件及其制作方法，所述制作方法包括：提供一半导体晶圆，所述半导体晶圆具有相对的第一表面和第二表面；在所述第一表面形成氧化层；在所述氧化层背离所述半导体晶圆的一侧形成HZO层；在所述HZO层背离所述氧化层的一侧表面形成第一TiN层；在所述第一TiN层背离所述HZO层的一侧形成介质应力层；基于所述介质应力层施加的应力，对所述HZO层进行退火处理；完成退火处理后，去除所述介质应力层，在所述第一TiN层背离所述HZO层的一侧表面形成第一金属层；图形化所述第一金属层以及所述第一TiN层，形成第一电极。应用本发明提供的技术方案，通过在HZO的退火过程中施加应力，可以有效改善HZO基铁电器件的性能，提高HZO的铁电性。

技术领域

本申请涉及半导体器件及其制作工艺技术领域，更具体的说，涉及一种HZO基铁电器件及其制作方法。

背景技术

随着铁电薄膜和半导体集成技术相结合发展起来的集成铁电学的兴起，研制出了基于HZO(Hf_0.5Zr_0.5O₂，铪锆氧)基铁电器件的多种新型半导体器件，这些新型半导体器件相对于传统的半导体器件，具有更良好的性能。HZO层在厚度较薄的情况下，仍然具有良好的铁电性能，而成为目前学术界和产业界关注的焦点。

目前，现有技术制作的基于HZO基铁电器件中，HZO层的铁电性能较差，仍需要进一步提升，以提高所应用半导体器件的性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种HZO基铁电器件及其制作方法，通过在HZO的退火过程中施加应力，可以有效改善HZO基铁电器件的性能，提高HZO的铁电性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种HZO基铁电器件的制作方法，所述制作方法包括：

提供一半导体晶圆，所述半导体晶圆具有相对的第一表面和第二表面；

在所述第一表面形成氧化层；

在所述氧化层背离所述半导体晶圆的一侧形成HZO层；

在所述HZO层背离所述氧化层的一侧表面形成第一TiN层；

在所述第一TiN层背离所述HZO层的一侧形成介质应力层；

基于所述介质应力层施加的应力，对所述HZO层进行退火处理；

完成退火处理后，去除所述介质应力层，在所述第一TiN层背离所述HZO层的一侧表面形成第一金属层；

图形化所述第一金属层以及所述第一TiN层，形成第一电极。

优选的，在上述的制作方法中，图形化所述第一金属层以及所述第一TiN层，形成第一电极，包括：

形成具有预设图形的光刻胶层；

基于所述光刻胶层，对所述第一金属层和所述第一TiN层进行刻蚀，形成所述第一电极。

优选的，在上述的制作方法中，在所述第一TiN层背离所述HZO层的一侧形成介质应力层，包括：

在所述第一TiN层背离所述HZO层的一侧形成氧化硅层或是氮化硅层，作为所述介质应力层。

优选的，在上述的制作方法中，去除所述介质应力层的方法包括：

通过氢氟酸去除所述介质应力层。

优选的，在上述的制作方法中，还包括：

在所述半导体晶圆背离所述氧化层的一侧表面形成第二金属层，所述第二金属层包括第二电极。

优选的，在上述的制作方法中，所述第二金属层为Al层。