[發(fā)明專(zhuān)利]一種半導(dǎo)體器件制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210189807.9
• 申請(qǐng)日: 2022-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114628233A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅慶;王淵;姜鵬飛;劉明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/02;H01L21/336;H01L49/02;C23C14/08;C23C14/34
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 馬苗苗

本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件制備方法，所述半導(dǎo)體器件包括鐵電薄膜層，所述方法包括：在靶材位置設(shè)置二氧化鉿靶材和二氧化鋯靶材，對(duì)二氧化鉿靶材和二氧化鋯靶材同時(shí)進(jìn)行濺射，得到所述鐵電薄膜層。本申請(qǐng)通過(guò)對(duì)二氧化鉿(HfO₂)靶材和二氧化鋯(ZrO₂)靶材進(jìn)行濺射，可以快速得到鐵電性能較優(yōu)的所述鐵電薄膜層，進(jìn)而可以提高含有鐵電薄膜層的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，半導(dǎo)體器件則是使用半導(dǎo)體制作的器件，例如存儲(chǔ)器件、邏輯器件等。其中，鐵電薄膜的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了存儲(chǔ)器件、邏輯器件等半導(dǎo)體器件的發(fā)展。

相關(guān)技術(shù)中，在制備含有鐵電薄膜的存儲(chǔ)器件、邏輯器件等半導(dǎo)體器件時(shí)，主要通過(guò)ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)的方式實(shí)現(xiàn)。然而，使用ALD方式生成鐵電薄膜，存在生產(chǎn)效率較低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種半導(dǎo)體器件制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鐵電薄膜生產(chǎn)效率較低，導(dǎo)致含有鐵電薄膜的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率較低的的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了提高鐵電薄膜生產(chǎn)效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了提高含有鐵電薄膜的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率的技術(shù)效果。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體器件制備方法，半導(dǎo)體器件包括鐵電薄膜層，方法包括：

在靶材位置設(shè)置二氧化鉿靶材和二氧化鋯靶材；

對(duì)二氧化鉿靶材和二氧化鋯靶材同時(shí)進(jìn)行濺射，得到鐵電薄膜層。

進(jìn)一步地，二氧化鉿靶材的純度和二氧化鋯靶材的純度均至少為99％。

進(jìn)一步地，對(duì)二氧化鉿靶材和二氧化鋯靶材進(jìn)行濺射，包括：

在通入氬氣、氧氣和氮?dú)獾倪^(guò)程中，對(duì)二氧化鉿靶材和二氧化鋯靶材進(jìn)行濺射；其中，氬氣的通入速率范圍是10～50標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，氧氣的通入速率范圍是0～10標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，氮?dú)獾耐ㄈ胨俾史秶?～10標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘。

進(jìn)一步地，鐵電薄膜層的厚度范圍是3～70納米。

進(jìn)一步地，當(dāng)半導(dǎo)體器件為鐵電電容器時(shí)，方法還包括：

在電容器襯底層上依次形成第一電極、鐵電薄膜層和第二電極，得到鐵電電容器。

進(jìn)一步地，第一電極和第二電極的制作材料為氮化鈦、鎢、氮化鉭、高導(dǎo)硅、銥、釕、二氧化釕、鉑和鈀中至少一種材料。

進(jìn)一步地，制備第一電極和/或第二電極的方法包括：

在束流電壓為700～900伏、束流為40～60毫安、加速電壓為150～170伏、氣體為氬氣和氮?dú)獾臓顟B(tài)下，對(duì)氮化鈦靶材進(jìn)行濺射，得到電極層，其中，氬氣的流速為7～9標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘，氮?dú)獾牧魉贋?～6標(biāo)準(zhǔn)毫升每分鐘。

進(jìn)一步地，當(dāng)半導(dǎo)體器件為鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，方法還包括：

在晶體管襯底層上依次制備柵極介電層、鐵電薄膜層和柵電極，得到鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管；

其中，晶體管襯底層包括源極區(qū)域和漏極區(qū)域，柵極介電層位于源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間。

進(jìn)一步地，柵極介電層的厚度范圍是1～3納米。

進(jìn)一步地，柵極介電層的制作材料的介電常數(shù)范圍是3.9～25。

本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請(qǐng)通過(guò)對(duì)二氧化鉿(HfO2)靶材和二氧化鋯(ZrO2)靶材同時(shí)進(jìn)行濺射，可以快速得到鐵電性能較優(yōu)的鐵電薄膜層，進(jìn)而可以提高含有鐵電薄膜層的半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率。