[發(fā)明專利]一種采用反應(yīng)磁控濺射制備二氧化鉿基鐵電薄膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810171185.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108441830B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周大雨;孫納納;徐進(jìn);徐軍;張昱;趙鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58;C23C14/54
• 代理公司: 21200 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種采用反應(yīng)磁控濺射制備金屬-絕緣體-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)電容器的方法，其特征在于以下步驟：

步驟一：采用RCA清洗工藝清洗p-Si基片，除去表面的雜質(zhì)和臟污；

步驟二：將處理后的基片放置在磁控濺射的樣品臺(tái)上，本底真空抽至高真空至5x10^-4Pa，通入氬氣對(duì)金屬鉿靶和摻雜劑硅靶進(jìn)行預(yù)濺射,鉿靶選用面對(duì)面的平面磁控靶，純度為99.9％，與樣品臺(tái)垂直放置，硅靶選用圓柱靶，純度為99.9％，放置在平面磁控靶的斜上方，；再通入高純氬氣和高純氧氣的混合氣體，對(duì)金屬鉿靶和摻雜劑靶采用中頻反應(yīng)磁控進(jìn)行濺射，制備HfO₂基非晶薄膜；高純氬氣和高純氧氣純度均為99.99％，高純氬氣作為工作氣體，高純氧氣作為反應(yīng)氣體；

通過(guò)調(diào)節(jié)工作氣壓、濺射功率、基底溫度和濺射時(shí)間工藝參數(shù)，控制摻雜劑的摻雜量和HfO₂基非晶薄膜的厚度；工藝參數(shù)具體為：靶基距為120mm，混合氣體流量Ar:O₂＝20:20，工作氣壓為0.5Pa，預(yù)濺射時(shí)間5min，濺射時(shí)間為60min，金屬鉿靶濺射功率為80W，摻雜劑硅靶濺射功率為50W，基底溫度為200℃,得到摻雜量為4mol％、厚度為20nm的HfSiO₂基非晶薄膜；

步驟三：在N₂氣氛下，將步驟二得到的HfO₂基非晶薄膜進(jìn)行退火處理，得到正交相Pca2₁空間群晶體結(jié)構(gòu)在室溫附近穩(wěn)定的HfO₂基鐵電薄膜；工藝參數(shù)具體為：退火氣氛：氮?dú)饣蜓鯕猓訜釡囟葹?00℃，保溫時(shí)間為20s；

步驟四：制備厚度為100nm頂電極，形成金屬-絕緣體-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)電容器。