[發明專利]一種新型高k柵介質復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201811045596.1
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109148571B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 李栓;武燕慶;傅凱;田文懷;鄭捷;李星國
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L29/51
• 分類號: H01L29/51;H01L21/28;C23C14/34
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;范國鋒

1.一種高k柵介質復合薄膜，其特征在于，所述復合薄膜包括在襯底上由下到上用濺射的方法依次濺射的第一層薄膜和第二層薄膜，其中，所述第一層薄膜由稀土靶材和鋁靶材在含氧氣體中濺射得到，

所述稀土靶材為鈧、釓或釔靶材中的一種或多種，

所述第二層薄膜由金屬鈦靶材在含氧氣體中濺射得到，

所述含氧氣體包括氧氣和惰性氣體，

將得到的復合薄膜或復合薄膜制成的MOS結構進行退火處理，所述退火處理的溫度為650~800℃。

2.一種權利要求1所述的復合薄膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，選擇襯底，并對襯底和靶材進行預處理；

步驟2，在襯底上濺射第一層薄膜；

步驟3，在第一層薄膜上濺射第二層薄膜，得到復合薄膜；

步驟4，將得到的復合薄膜進行退火處理。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，

步驟3后，還包括步驟3'，將復合薄膜制備成MOS結構；

步驟4，將得到的復合薄膜制成的MOS結構進行退火處理。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟1中，所述預處理包括對襯底進行清洗和對靶材進行預濺射，

在預濺射前，將靶材安裝在磁控濺射鍍膜設備腔室的靶位上，然后抽真空處理，

進行預濺射時，靶材的射頻功率為50~70W，濺射時間為15~25min。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2中，調節稀土靶材和鋁靶材的射頻功率，通入含氧氣體，進行薄膜濺射，得到第一層薄膜；

所述稀土靶材的射頻功率為30~50W，所述鋁靶材的射頻功率為10~30W；

所述含氧氣體包括氧氣和惰性氣體，所述惰性氣體為氬氣。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述通入的含氧氣體中氬氣和氧氣的含量比為（20~40）：10。

7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3中，選擇鈦靶材進行第二層薄膜的濺射，所述鈦靶材的射頻功率為40~80W。

8.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟4中，所述退火處理的溫度為650~800℃，所述退火處理時間為4~8min。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟4中，所述退火處理的溫度為680~750℃，所述退火處理時間為5~7min。