[发明专利]一种氧化铪基铁电薄膜、电容结构、晶体管及制备方法在审
| 申请号： | 202210585655.4 | 申请日： | 2022-05-26 |
| 公开（公告）号： | CN114988470A | 公开（公告）日： | 2022-09-02 |
| 发明（设计）人： | 周益春;包克瑜;曾斌建;廖佳佳;廖敏 | 申请（专利权）人： | 湘潭大学 |
| 主分类号： | C01G27/02 | 分类号： | C01G27/02;H01L49/02 |
| 代理公司： | 北京中政联科专利代理事务所(普通合伙) 11489 | 代理人： | 张鑫垚 |
| 地址： | 411100 湖*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 氧化 铪基铁电 薄膜 电容 结构 晶体管 制备 方法 | ||
1.一种氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，包括：
依次层叠设置的第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)；
所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)的材质为：Hf1-xMxOy1；
所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)的材质为：Hf1-xMxOy2；
所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)的材质为：Hf1-xMxOy3；
其中，M为掺杂元素，y1和y3均大于y2。
2.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，
所述掺杂元素为Al、Fe、Gd、Ge、La、Lu、N、Pr、Sc、Si、Sr、Ta、Y、Zr中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，
所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)的厚度为：1-10nm；
所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)的厚度为：2-20nm；
所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)的厚度为：1-10nm。
4.一种电容结构，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的氧化铪基铁电薄膜。
5.根据权利要求4所述的电容结构，其特征在于，还包括：
依次层叠设置的第一电极层(400)、铁电层和第二电极层(500)；
其中，所述铁电层为所述氧化铪基铁电薄膜。
6.根据权利要求5所述的电容结构，其特征在于，
所述第一电极层(400)和所述第二电极层(500)为导电材料；
所述第一电极层(400)的材质为Au、HfN、Ir、Ni、Pt、Ru、RuO2、Ta、TaN、TiN、W中的一种；
所述第二电极层(500)的材质为Au、HfN、Ir、Ni、Pt、Ru、RuO2、Ta、TaN、TiN、W中的一种。
7.根据权利要求5所述的电容结构，其特征在于，还包括：
缓冲层，其设置在所述第一电极层(400)与所述铁电层之间。
8.根据权利要求8所述的电容结构，其特征在于，还包括：
所述缓冲层的材质为Al2O3、HfO2、La2O3、SiO2、Y2O3、ZrO2中的一种。
9.一种电容结构的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成第一电极层(400)；
在所述第一电极层(400)上依次沉积第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)；通过控制沉积时氧化剂的用量或控制氧化性气体氛围，控制所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)和所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)的含氧量均大于所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)的含氧量；
在所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)上形成第二电极层(500)，制得电容结构。
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