[发明专利]一种氧化铪基铁电薄膜、制备方法及应用在审
| 申请号： | 202111621293.1 | 申请日： | 2021-12-28 |
| 公开（公告）号： | CN114400179A | 公开（公告）日： | 2022-04-26 |
| 发明（设计）人： | 贾婷婷;戴文斌;蔡亚丽;于淑会;孙蓉 | 申请（专利权）人： | 中国科学院深圳先进技术研究院 |
| 主分类号： | H01L21/28 | 分类号： | H01L21/28;H01L21/285;H01L29/51;H01L29/78 |
| 代理公司： | 北京维正专利代理有限公司 11508 | 代理人： | 魏坤宇 |
| 地址： | 518000 广东省深圳市*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 氧化 铪基铁电 薄膜 制备 方法 应用 | ||
1.一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：衬底预处理：采用有机溶剂对衬底进行清洗；
底电极的沉积：采用物理气相沉积方式在衬底上沉积底电极；
HZO薄膜沉积：采用脉冲激光沉积方式在底电极上沉积HZO薄膜，设置沉积温度为400-550℃，激发光数为2000-6500发，使得形成的HZO薄膜厚度为4-20nm；
覆盖层沉积：采用脉冲激光沉积方式在HZO薄膜上沉积覆盖层，设置沉积温度为400-500℃，激发光数设置为6000-20000发，使得形成的覆盖层厚度为8-30nm，沉积后形成薄膜样品；
退火：在400-800℃高温中通入20-80mTorr氧气，保持3-30min后使薄膜样品冷却至室温；
顶电极沉积：采用物理气相沉积方式在覆盖层上沉积顶电极，形成氧化铪基铁电薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：在形成所述HZO薄膜的脉冲激光沉积过程中通入10-100mTorr氧气，在形成所述覆盖层的脉冲激光沉积过程中通入80-200mTorr氧气。
3.根据权利要求1所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述HZO薄膜的脉冲激光沉积温度设置为450-500℃，激发光数设置为2000-6000发，使得制得的HZO薄膜厚度为4-10nm；所述覆盖层的脉冲激光沉积温度设置为450-500℃，激发光数设置为6000-18000发，使得制得的覆盖层厚度为10-30nm。
4.根据权利要求1所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述底电极为TiN电极。
5.根据权利要求1所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述物理气相沉积方式为磁控溅射；所述磁控溅射功率为200-300W，溅射时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述覆盖层为Al2O3薄膜。
7.根据权利要求1所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述HZO薄膜的厚度为4.3-10nm。
8.根据权利要求6所述的一种氧化铪基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述Al2O3薄膜的厚度为20-30nm。
9.一种氧化铪铁电薄膜，其特征在于：由权利要求1-8任一项所述的氧化铪铁电薄膜的制备方法制得。
10.一种权利要求9所述的氧化铪铁电薄膜的应用，其特征在于：所述氧化铪铁电薄膜应用于制作负电容场效应晶体管。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
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