[发明专利]TiO2作为MOS结构的栅介质及其栅介质制备方法

摘要

本发明涉及一种MOS结构的栅介质TiO₂薄膜及其制备方法，属于半导体器件制作领域。该方法是利用TiO₂代替传统SiO₂作为MOS结构的栅介质，采用电子束蒸发，在氧气氛围下对其退火处理获得满足化学计量比为1/2的锐钛矿的TiO₂薄膜。本发明制备的栅介质TiO₂薄膜的成膜质量致密，且表面均匀；以TiO₂薄膜为栅介质的MOS结构其C-V曲线呈现很好的曲线特性；在电子和γ辐照下其C-V曲线没有发现明显的漂移和变形；在辐照过程Ti离子发生化合价的变化，产生的负电荷捕获中心补偿辐照产生的正电荷，能减少辐照环境下各种高能射线的辐照影响，达到抗辐照的加固效果。

主权项

1.一种MOS结构的栅介质TiO2薄膜的制备方法，其特征在于利用TiO2代替传统的SiO2作为MOS结构的栅介质，采用电子束蒸发，并在氧气的氛围下对其退火处理制备，包括以下工艺步骤：(1)硅衬底的清洗、干燥首先把硅片依次放在丙酮和酒精溶液里去除表面的有机物，其次把硅片放在浓硫酸中加热，再次把硅片依次放在去离子水、双氧水、氨水的混合溶液和离子水、双氧水、盐酸的混合溶液中进行煮沸清洗硅表面的氧化物，然后再把清洗后的硅片放在干燥箱里干燥，作为硅衬底以备沉积TiO2薄膜；(2)放膜料将TiO2膜料放到电子束镀膜机的坩埚中，将清洗、干燥后的硅衬底放到电子束镀膜机的加热电炉上，使硅衬底位于坩埚正上方20～30cm处；(3)镀膜在真空条件对硅衬底进行镀膜，镀膜真空度不小于6.0×10-3Pa，衬底温度控制在100～300℃；调节电子束镀膜机使聚焦到膜料上的斑点为一小斑点，控制其束流值在60～100mA，沉积时间为20min即得栅介质TiO2薄膜样品；(4)退火处理将制备好的样品在退火炉中不断充入氧气的情况下退火处理，其温度控制在300～900℃，即制得MOS结构的栅介质TiO2薄膜。