[發明專利]一種基于氧化鉿的鐵電柵結構及其制備工藝

有效

• 申請號: 201710417470.1
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107134487B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 彭強祥;劉巧靈;廖敏;周益春
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H01L29/51
• 分類號: H01L29/51;H01L21/28;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 宋靜娜;郝傳鑫

1.一種基于氧化鉿的鐵電柵結構，其特征在于，包括襯底，所述襯底的表面上依次層疊有緩沖層、底電極層、鐵電層和頂電極層，所述鐵電層的材料包含氧化鉿；所述鐵電層的厚度為5～25nm；所述緩沖層的材料為氧化鉿。

2.如權利要求1所述基于氧化鉿的鐵電柵結構，其特征在于，所述鐵電層的材料為摻雜鋯、硅、鋁、釔和釓中至少一種元素的氧化鉿。

3.如權利要求1所述基于氧化鉿的鐵電柵結構，其特征在于，所述鐵電層的材料為摻鋯的氧化鉿。

4.如權利要求3所述基于氧化鉿的鐵電柵結構，其特征在于，所述摻鋯的氧化鉿中鉿元素與鋯元素的物質的量之比為：鉿：鋯＝0.4～0.6:0.4～0.6。

5.如權利要求1所述基于氧化鉿的鐵電柵結構，其特征在于，所述緩沖層的厚度為2～5nm。

6.如權利要求1所述基于氧化鉿的鐵電柵結構，其特征在于，所述襯底的材料為P型硅和/或N型硅；所述底電極層的材料為Pt、TiN和TaN中的至少一種；頂電極層的材料為Pt、TiN、TaN、Al、W、TiSi和多晶硅中的至少一種；所述底電極層的厚度為15～60nm；所述頂電極層的厚度為20～90nm。

7.一種如權利要求1～6中任一項所述基于氧化鉿的鐵電柵結構的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、在襯底上形成緩沖層，并且對緩沖層進行退火處理；

(2)、在緩沖層上鍍上底電極層，然后在底電極層上形成鐵電層；

(3)、在鐵電層上形成頂電極層，對頂電極層退火處理，得多層膜結構；

(4)、對步驟(3)所得多層膜結構進行等離子刻蝕，得所述基于氧化鉿的鐵電柵結構。

8.如權利要求7所述鐵電柵結構的制備工藝，其特征在于，步驟(1)中，所述退火的溫度為350～700℃，保持時間為2～10min；步驟(3)中，所述退火的溫度為200～450℃，保持時間為20～60s。