CN110527978A - 一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件 - Google Patents
一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110527978A CN110527978A CN201910675057.4A CN201910675057A CN110527978A CN 110527978 A CN110527978 A CN 110527978A CN 201910675057 A CN201910675057 A CN 201910675057A CN 110527978 A CN110527978 A CN 110527978A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hafnium
- ferroelectric material
- earth
- base ferroelectric
- hafnium base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 161
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 160
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 138
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 59
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 50
- 125000002147 dimethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])N(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 43
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- YRAJNWYBUCUFBD-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione Chemical compound CC(C)(C)C(=O)CC(=O)C(C)(C)C YRAJNWYBUCUFBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 23
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910000311 lanthanide oxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 11
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- AWFPGKLDLMAPMK-UHFFFAOYSA-N dimethylaminosilicon Chemical compound CN(C)[Si] AWFPGKLDLMAPMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 9
- OGCUFLJVTVIUPC-UHFFFAOYSA-N [O].[Si].[Hf] Chemical compound [O].[Si].[Hf] OGCUFLJVTVIUPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 8
- FIWXUAGPOBLSIJ-UHFFFAOYSA-N [Hf].[Zr].[O] Chemical compound [Hf].[Zr].[O] FIWXUAGPOBLSIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910004156 TaNx Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010421 TiNx Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- PULVCHXDNLGASZ-UHFFFAOYSA-N CN(C)[Zr] Chemical compound CN(C)[Zr] PULVCHXDNLGASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910004166 TaN Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 111
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 12
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 125000003698 tetramethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- YWATTXMDZQWERV-UHFFFAOYSA-N CN(C)[Hf] Chemical compound CN(C)[Hf] YWATTXMDZQWERV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 125000000250 methylamino group Chemical group [H]N(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- USPBSVTXIGCMKY-UHFFFAOYSA-N hafnium Chemical compound [Hf].[Hf] USPBSVTXIGCMKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INIGCWGJTZDVRY-UHFFFAOYSA-N hafnium zirconium Chemical compound [Zr].[Hf] INIGCWGJTZDVRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 rare earth oxygen Compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/405—Oxides of refractory metals or yttrium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
本发明提供一种稀土掺杂铪基铁电材料，包括铪基铁电材料，铪基铁电材料中掺杂有稀土元素，掺杂的稀土元素与铪基铁电材料中铪元素原子比例介于(0.1~0.9):1。本发明还提供一种稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，包括：将含有稀土元素的物质掺杂至铪基铁电材料中，形成稀土掺杂的铪基铁电材料；在惰性气体中对稀土掺杂的铪基铁电材料进行退火，得到经退火处理后的稀土掺杂的铪基铁电材料。本发明还提供一种半导体器件。本发明制备的稀土掺杂的铪基铁电材料，使得材料的非对称性增加，可以使负电容材料更薄，具有很强的负电容特性；同时，利用稀土掺杂的铪基铁电材料制备的半导体器件，具有很高的电畴和反转速度，抗疲劳和可靠性更高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法及半导体器件。
背景技术
从45nm技术节点起，半导体行业采用高介质金属栅代替SiO2，实现在相同等效氧化物厚度的条件下，高k栅介质物理厚度增加从而使漏电流显著降低，半导体器件尺寸得到进一步缩小。如果在晶体管栅极中加入铁电材料，就会产生负的电容值。利用负电容操控晶体管所产生的功耗非常低。应用这种新型晶体管的电子设备的续航能力将会大大提升，基于铪基的负电容材料是实现高介质金属栅负电容特性的理想材料，但是氧化铪体系的负电容特性较弱，急需一种可以提高铪基铁电材料的负电容特性的材料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件，以提高铪基铁电材料的负电容特性。
本发明提供一种稀土掺杂铪基铁电材料，包括铪基铁电材料，铪基铁电材料中掺杂有稀土元素，掺杂的稀土元素与铪基铁电材料中铪元素原子比例介于(0.1~0.9):1。
采用上述技术方案，在铪基铁电材料中掺杂稀土元素，由于稀土元素的原子半径远大于铪原子半径，导致铪基晶体晶格畸变，使得晶体由中心对称转变为非中心对称，负电容特性增强。
优选地，铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种。
优选地，稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的任意一种或多种元素。
本发明还提供一种稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，包括如下步骤：
将含有稀土元素的物质掺杂至铪基铁电材料中，形成稀土掺杂的铪基铁电材料；在惰性气体中对所述稀土掺杂的铪基铁电材料进行退火，得到经退火处理后的稀土掺杂的铪基铁电材料。
采用上述技术方案，将稀土元素掺杂至铪基铁电材料中，经过退火处理得到稀土掺杂的铪基铁电材料，由于稀土元素的原子半径远大于铪和氧原子，导致氧化铪引起晶格畸变，使得氧化铪晶体由中心对称转变为非中心对称，可以形成更薄的负电容材料，形成的晶体的晶向更一致，提高电畴极化和反转速度；同时，由于稀土掺杂使得氧化铪晶体的电压变化引起迟滞效应，产生很强的负电容特性。
优选地，当含有稀土元素的物质为稀土基气源，铪基铁电材料为铪基气源时，在臭氧存在下通过沉积方式交替堆叠形成氧化铪层和稀土氧化物层交替堆叠的稀土掺杂的铪基铁电材料。
优选地，形成的交替堆叠的氧化铪层和稀土氧化物层时，形成堆叠层的堆叠周期不同。
优选地，形成的堆叠周期为：形成两层稀土氧化物层与一层氧化铪层交替堆叠的堆叠层。
优选地，当含有稀土元素的物质为稀土基气源，铪基铁电材料为铪基气源时，共同通入稀土基气源和铪基气源，在臭氧存在下通过沉积方式形成稀土掺杂的铪基铁电材料。
优选地，稀土基气源为四甲基庚二酮镧、四甲基庚二酮镝或四甲基庚二酮铈中的任意一种或几种；铪基气源为四（二甲氨基）铪。
优选地，当通入四（二甲氨基）铪时，还同时通入四（二甲氨基）锆、四（二甲氨基）硅、四（二甲氨基）铝中的任意一种或几种。
优选地，通入的四（二甲氨基）锆或者四（二甲氨基）硅或者四（二甲氨基）铝中的任意一种或几种时，以四（二甲氨基）铪的重量计，四（二甲氨基）锆或者四（二甲氨基）硅或者四（二甲氨基）铝与四（二甲氨基）铪的重量比为(9~1): (1~9)。
优选地，稀土基气源和所述铪基气源的重量比例为(9~1): (1~9)。
优选地，当含有稀土元素的物质为稀土金属靶材，铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种时，通过溅射方式形成稀土掺杂的铪基铁电材料。
优选地，稀土金属靶材与铪基铁电材料的添加量的重量比例为(1~5): (9~5)。
优选地，退火的方式如下：惰性气体为氮气或氩气，采用激光、微波或快速热火的方式，在温度为350摄氏度至850摄氏度进行退火，退火时间为1秒至50秒。
本发明还提供一种半导体器件，包括衬底；以及栅极结构，位于衬底上方，栅极结构包括：界面氧化层；稀土氧化物层，位于界面氧化层上方；功函数层，位于稀土氧化层上方；金属层，位于功函数层上方；其中，稀土氧化物层采用稀土掺杂铪基铁电材料。
优选地，界面氧化层为SiO2层或者SiO2和HfO2、Al2O3组合物层。
优选地，界面氧化层的厚度为0.5至10纳米。
优选地，功函数层为TiN层、TaN层、TiNx层、TaNx层、TiNSi层、Al层、TiAl层、TiAlx层、TiAlCx层、TiCx层、TaCx层中的任意一种或其中的多种材料形成的复合层。
优选地，功函数层的厚度为1至20纳米。
优选地，金属层为TiN/W层、TiN层、Al层、Co层的任意一种或其中的多种材料形成的电极。
优选地，金属层的厚度为10至100纳米。
综上所述，采用本发明的稀土掺杂的铪基铁电材料的制备方法得到的铪基铁电材料，由于稀土元素的掺杂使得材料的非对称性增加，形成更薄的负电容材料，具有很强的负电容特性；同时，掺杂了稀土元素的铪基铁电材料更薄，形成晶体的晶向更一致，提高电畴和反转速度，抗疲劳和可靠性更高。
附图说明
图1为本发明提供的制备稀土掺杂材料的流程图；
图2为本发明提供的半导体器件结构示意图。
附图标记：
1.衬底；2.栅极结构、20.界面氧化层、21.稀土氧化层、22.功函数层、23.金属层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
从45nm技术节点起，半导体行业采用高介质金属栅代替SiO2，实现在相同等效氧化物厚度的条件下，高k栅介质物理厚度增加从而使漏电流显著降低，半导体器件尺寸得到进一步缩小。如果在晶体管栅极中加入铁电材料，就会产生负的电容值。利用负电容操控晶体管所产生的功耗非常低。应用这种新型晶体管的电子设备的续航能力将会大大提升，基于铪基的负电容材料是实现高介质金属栅负电容特性的理想材料，但是氧化铪体系的负电容特性较弱，急需一种可以提高铪基铁电材料的负电容特性的材料。
本发明提供一种稀土掺杂铪基铁电材料，包括铪基铁电材料，所述铪基铁电材料中掺杂有稀土元素，掺杂的稀土元素与铪基铁电材料中铪元素原子比例介于(0.1~0.9):1。
采用上述技术方案，在铪基铁电材料中掺杂稀土元素，由于稀土元素的原子半径远大于铪原子半径，掺杂会导致铪基晶体晶格畸变，使得晶体由中心对称转变为非中心对称，负电容特性增强。
在上述实施例的基础上，进一步地，铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种。
采用上述技术方案，铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种，增加了本发明铪基铁电材料的适用性。
在上述实施例的基础上，进一步地，稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的任意一种或多种元素。
参考图1，本发明提供一种稀土掺杂的铪基铁电材料的制备方法，包括：
S1.将含有稀土元素的物质掺杂至铪基铁电材料中，形成稀土掺杂的铪基铁电材料；
S2.在惰性气体中对稀土掺杂的铪基铁电材料进行退火，得到经退火处理后的稀土掺杂的铪基铁电材料。
需要说明的是，含有稀土元素的物质，包括以气体形态存在的稀土气源，也包括以固体形式存在的稀土金属；铪基铁电材料，包括以气体形式存在的铪基气源，也包括以颗粒形式存在氧化铪、氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧；但含有稀土元素的物质和铪基铁电材料不限于上述两种存在形态。
采用上述实施方案，将稀土元素掺杂进铪基铁电材料内，由于稀土元素的原子的半径远大于铪原子和氧原子的半径，使得掺杂了稀土元素的铪基铁电材料的非对称性增加，可以形成很强的负电容特性，进而实现负电容晶体管；同时，由于材料的非对称性增加，应用稀土掺杂的材料形成的薄膜更薄，形成晶体的晶向更一致，电畴极化和反转速度更高，半导体器件实现更小的栅极电压下获得更大的驱动电流。
在上述实施例的基础上，进一步地，稀土元素掺杂进铪基铁电材料的方法具体如下：当含有稀土元素的物质为稀土基气源，铪基铁电材料为铪基气源时，在臭氧存在下通过沉积方式交替堆叠形成氧化铪层和稀土氧化物层交替堆叠的稀土掺杂的铪基铁电材料。
需要说明的是，稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的任意一种或多种元素。含有稀土元素的稀土基气源优选为含有上述稀土元素取代基的四甲基庚二酮，例如：可以为四甲基庚二酮镧、四甲基庚二酮镝或四甲基庚二酮铈等中的任意一种。铪基气源可以为以四（二甲氨基）铪形式存在的铪基气源。当然含有稀土元素的稀土基气源和铪基气源还可以为现有技术中任意可以实现上述掺杂反应的化学物质。沉积的工艺方法具体为：原子层沉积（ALD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、大气压化学气相沉积（APCVD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。
采用上述技术方案，臭氧作为反应前驱物，使得交替堆叠形成的氧化铪和稀土氧化物原子层膜层均匀，厚度均匀。
在上述实施例的基础上，进一步地，形成的交替堆叠的氧化铪层和稀土氧化物层时，形成堆叠层的堆叠周期不同。
需要说明的是，不同的堆叠周期会带来不同形式的氧化铪层和稀土氧化物层，当交替堆叠的铪基铁电材料与稀土氧化物材料的堆叠周期相同时，形成一层稀土氧化物层和一层氧化铪层。
在本实施例中，一个堆叠周期内通入气源的顺序优选为：臭氧、四（二甲氨基）铪、臭氧、四甲基庚二酮镧。在具体沉积时采用的工艺是：在300摄氏度的腔体内，先通入10ppm臭氧，时间为3秒；然后通入10ppm的四（二甲氨基）铪，时间为2秒；接着通入10ppm的臭氧，时间是3秒；最后通入10ppm的四甲基庚二酮镧，时间是5秒。通过原子层沉积（ALD）工艺，可以制备得到氧化铪层和稀土氧化物层交替堆叠的稀土掺杂的铪基铁电材料。当然，四（二甲氨基）铪与四甲基庚二酮镧的重量比例除了可以采用上述1:1比例外，四（二甲氨基）铪与四甲基庚二酮镧的重量比还可以采用 (9~1): (1~9)来进行沉积，例如四（二甲氨基）铪与四甲基庚二酮镧的重量比为9:1或7:3或5:6或1:9等，获得稀土掺杂的铪基铁电材料。此外，稀土基气源除了四甲基庚二酮镧外，还可以采用四甲基庚二酮镝和/或四甲基庚二酮铈，当然也可以采用其它含有稀土元素的稀土基气源。铪基气源除了四（二甲氨基）铪外，还可以同时通入四（二甲氨基）锆、四（二甲氨基）硅、四（二甲氨基）铝中的任意一种或几种。
在上述实施例的基础上，进一步地，通过调整一个堆叠周期内通入气源的顺序，还可以形成不同堆叠周期的氧化铪层和所述稀土氧化物层的堆叠层。例如：当一个堆叠周期内通入气源的顺序为在300摄氏度的腔体内，先通入10ppm臭氧，时间为3秒；然后通入10ppm的四甲基庚二酮镧，时间为5秒；接着通入10ppm的臭氧，时间是3秒；最后通入10ppm的四（二甲氨基）铪，时间为2秒，形成的堆叠周期为：形成两层稀土氧化物层与一层氧化铪层交替堆叠的堆叠层。
本实施例中的稀土元素包括但不限于La、Gd、Dy、Ce。
在上述实施例的基础上，进一步地，当含有稀土元素的物质为稀土基气源，铪基铁电材料为铪基气源时，共同通入稀土基气源和铪基气源，在臭氧存在下通过沉积方式形成稀土掺杂的铪基铁电材料。本实施例中，稀土基气源可以为带有稀土元素取代基的四甲基庚二酮，例如可以为四甲基庚二酮镧、四甲基庚二酮镝或四甲基庚二酮铈中的任意一种或几种；铪基气源可以为四（二甲氨基）铪。在共同沉积时采用的工艺是：原子层沉积（ALD）、低压化学气相沉积（LPCVD）、大气压化学气相沉积（APCVD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。通过共同沉积工艺，获得稀土掺杂的铪基铁电材料。
在一个具体实施例中，铪基气源与稀土基气源共同沉积获得稀土掺杂的铪基铁电材料的具体工艺方法如下：在300摄氏度的腔体内，通入10 ppm的臭氧，在臭氧存在下，同时通入5ppm的四（二甲氨基）铪和5 ppm的四甲基庚二酮镧，沉积工艺是原子层沉积（ALD）、与大气压化学气相沉积（APCVD）或等离子体增强化学气相沉积（PECVD）相结合的方式，沉积时间为10秒，制备得到稀土掺杂的铪基铁电材料。
当然，四（二甲氨基）铪与四甲基庚二酮镧的重量比例除了可以采用上述1：1_比例外，四（二甲氨基）铪与四甲基庚二酮镧的重量比还可以采用 (9~1): (1~9)来进行沉积，获得稀土掺杂的铪基铁电材料。此外，稀土基气源除了四甲基庚二酮镧外，还可以采用四甲基庚二酮镝或四甲基庚二酮铈，当然也可以是其它含有稀土元素的稀土基气源。
在上述实施例的基础上，进一步地，共同沉积时，当通入铪基气源四（二甲氨基）铪时，还同时通入四（二甲氨基）锆、四（二甲氨基）硅、四（二甲氨基）铝中的任意一种或几种。
在上述实施例的基础上，进一步地，同时通入四（二甲氨基）锆和/或者四（二甲氨基）硅和/或者四（二甲氨基）铝，与四（二甲氨基）铪形成混合的铪基气源时，混合的铪基气源中，以四（二甲氨基）铪的重量计，通入的四（二甲氨基）锆或者四（二甲氨基）硅或者四（二甲氨基）铝与四（二甲氨基）铪的重量比为(9~1): (1~9)；沉积时，以稀土基气源的重量计，稀土基气源与混合的铪基气体的总重量比为(9~1): (1~9)。
在另一个具体实施例中，在300摄氏度的腔体内，通入10ppm的臭氧，在臭氧存在下，同时通入3ppm的四（二甲氨基）铪、5ppm的四（二甲氨基）锆、3ppm的四（二甲氨基）硅、2ppm的四（二甲氨基）铝和5ppm的四甲基庚二酮镧，采用原子层沉积（ALD）、与大气压化学气相沉积（APCVD）或等离子体增强化学气相沉积（PECVD）相结合的方式，沉积时间是10秒，制备得到稀土掺杂的铪基铁电材料。
采用上述技术方案，稀土基气源和铪基气源的不同，形成的稀土掺杂的氧化物的厚度不同。
在上述实施例的基础上，当含有稀土元素的物质为稀土金属靶材，铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种或几种时，通过溅射方式形成稀土掺杂的铪基铁电材料。
在上述实施例的基础上，进一步地，稀土金属靶材与铪基铁电材料的添加量的重量比例为(1~5): (9~5)。
在一个具体实施例中，稀土金属靶材选择镧，铪基铁电材料选择_氧化铪，稀土金属靶材与铪基铁电材料添加量的重量比为(1~5): (9~5)，通过溅射工艺，具体溅射工艺条件如下：在300摄氏度的腔体内，先通入10ppm臭氧，时间为3秒；然后在射频磁控溅射镧，真空度5×10-4 帕，功率50瓦, 同时通入10ppm的四（二甲氨基）铪，时间是10秒；接着通入10ppm的臭氧，时间是3秒，制备得到稀土掺杂的铪基铁电材料。
在上述实施例的基础上，进一步地，对形成稀土掺杂的铪基铁电材料进行退火，退火的方式如下：惰性气体为氮气或氩气，采用激光、微波或快速热火的方式，在温度为350摄氏度至850摄氏度进行退火，退火时间为1秒至50秒。
采用上述技术方案，形成的退火处理后的稀土掺杂的铪基铁电材料，具有单晶单畴的特点，可有效改善半导体器件的疲劳特性和可靠性。
如图2所示，本发明还提供一种半导体器件，包括衬底1；以及栅极结构2，位于衬底1上方，栅极结构2包括：界面氧化层20；稀土氧化物层21，位于界面氧化层20上方；功函数层22，位于稀土氧化层21上方；金属层23，位于功函数层22上方；其中，稀土氧化物层21采用稀土掺杂铪基铁电材料。
在本实施例中，衬底1采用硅衬底。
采用上述技术方案，半导体器件的栅极结构2包括由稀土掺杂的铪基铁电材料形成的稀土氧化层21，增强了器件的负电容特性，通过极性反转特性，实现臂施加栅极电压更大的电势，实现在较小的栅极电压下，获得更大的驱动电流。
在上述实施例的基础上，进一步地，界面氧化层20为SiO2层或者SiO2和HfO2、Al2O3组合物层。
需要说明的是，界面氧化层20的形成方式为臭氧氧化、干氧氧化或者原子层沉积。
在上述实施例的基础上，进一步地，界面氧化层20的厚度为0.5至10纳米。
在上述实施例的基础上，进一步地，功函数层22为TiN层、TaN层、TiNx层、TaNx层、TiNSi层、Al层、TiAl层、TiAlx层、TiAlCx层、TiCx层、TaCx层中的任意一种或其中的多种材料形成的复合层。
需要说明的是，功函数层22为单层或者复合层与半导体器件为NMOS或者PMOS有关。当半导体器件为NMOS时，功率函数层22可以是单层，也可以是复合层；当半导体器件为PMOS时，功率函数层22可以是单层，也可以是复合层。
在上述实施例的基础上，进一步地，功函数层22的厚度为1至20纳米。
需要说明的是，功函数层22采用原子沉积或物理气相沉积的方式形成。
在上述实施例的基础上，进一步地，金属层23为TiN/W层、TiN层、AL层、Co层的任意一种或其中的多种材料形成的电极。
在上述实施例的基础上，进一步地，金属层23的厚度为10至100纳米。
需要说明的是，金属层23采用原子沉积或物理气相沉积的方式形成。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (22)
1.一种稀土掺杂铪基铁电材料，其特征在于，包括：铪基铁电材料，所述铪基铁电材料中掺杂有稀土元素，掺杂的所述稀土元素与所述铪基铁电材料中铪元素原子比例介于(0.1~0.9):1。
2.根据权利要求1所述的掺杂铪基铁电材料，其特征在于，所述铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的掺杂铪基铁电材料，其特征在于，所述稀土元素为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的任意一种或多种元素。
4.一种稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将含有稀土元素的物质掺杂至铪基铁电材料中，形成稀土掺杂的铪基铁电材料；
在惰性气体中对所述稀土掺杂的铪基铁电材料进行退火，得到经退火处理后的稀土掺杂的铪基铁电材料。
5.根据权利要求4所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，当所述含有稀土元素的物质为稀土基气源，所述铪基铁电材料为铪基气源时，在臭氧存在下通过沉积方式形成氧化铪层和稀土氧化物层交替堆叠的稀土掺杂的铪基铁电材料。
6.根据权利要求5所述的掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，形成的交替堆叠的所述氧化铪层和所述稀土氧化物层时，形成堆叠层的堆叠周期不同。
7.根据权利要求6所述的掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，形成的堆叠周期为：形成两层所述稀土氧化物层与一层所述氧化铪层交替堆叠的堆叠层。
8.根据权利要求4所述的掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，当所述含有稀土元素的物质为稀土基气源，所述铪基铁电材料为铪基气源时，共同通入所述稀土基气源和所述铪基气源，在臭氧存在下通过沉积方式形成稀土掺杂的铪基铁电材料。
9.根据权利要求5~8任一项所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，所述稀土基气源为四甲基庚二酮镧、四甲基庚二酮镝或四甲基庚二酮铈中的任意一种或几种；所述铪基气源为四（二甲氨基）铪。
10.根据权利要求9所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，当通入所述四（二甲氨基）铪时，还同时通入四（二甲氨基）锆、四（二甲氨基）硅、四（二甲氨基）铝中的任意一种或几种。
11.根据权利要求10所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，通入的所述四（二甲氨基）锆或者所述四（二甲氨基）硅或者所述四（二甲氨基）铝中的任意一种或几种时，以所述四（二甲氨基）铪的重量计，所述四（二甲氨基）锆或者所述四（二甲氨基）硅或者所述四（二甲氨基）铝与所述四（二甲氨基）铪的重量比为(9~1): (1~9)。
12.根据权利要求9所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，所述稀土基气源和所述铪基气源的重量比例为(9~1): (1~9)。
13.根据权利要求4所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，当所述含有稀土元素的物质为稀土金属靶材，所述铪基铁电材料为氧化铪、铪锆氧、铪硅氧或铪铝氧中的任意一种或几种时，通过溅射方式形成稀土掺杂的铪基铁电材料。
14.根据权利要求13所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，所述稀土金属靶材与所述铪基铁电材料的添加量的重量比例为(1~5): (9~5)。
15.根据权利要求4所述的稀土掺杂铪基铁电材料的制备方法，其特征在于，所述退火的方式如下：惰性气体为氮气或氩气，采用激光、微波或快速热火的方式，在温度为350摄氏度至850摄氏度进行退火，退火时间为1秒至50秒。
16.一种半导体器件，其特征在于，包括衬底；以及
栅极结构，位于所述衬底上方，所述栅极结构包括：
界面氧化层；
稀土氧化物层，位于所述界面氧化层上方；
功函数层，位于所述稀土氧化层上方；
金属层，位于所述功函数层上方；
其中，所述稀土氧化物层采用稀土掺杂铪基铁电材料。
17.根据权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述界面氧化层为SiO2层或者SiO2和HfO2、Al2O3组合物层。
18.根据权利要求16或17所述的半导体器件，其特征在于，所述界面氧化层的厚度为0.5至10纳米。
19.根据权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述功函数层中含有的材料为TiN、TaN、TiNx、TaNx、TiNSi、Al、TiAl、TiAlx、TiAlCx、TiCx、TaCx中的任意一种或多种。
20.根据权利要求16或19所述半导体器件，其特征在于，所述功函数层的厚度为1至20纳米。
21.根据权利要求16所述的半导体器件，其特征在于，所述金属层中含有的材料为TiN/W、TiN、AL、Co中的任意一种或多种。
22.根据权利要求16或21所述的半导体器件，其特征在于，所述金属层的厚度为10至100纳米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910675057.4A CN110527978A (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910675057.4A CN110527978A (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110527978A true CN110527978A (zh) | 2019-12-03 |
Family
ID=68660397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910675057.4A Pending CN110527978A (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110527978A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111549329A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-18 | 湘潭大学 | 铁电薄膜的制备方法、铁电存储器及其制备方法 |
| CN112176315A (zh) * | 2020-08-19 | 2021-01-05 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土掺杂二氧化铪基铁电薄膜及其制备方法 |
| CN114999895A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-02 | 海南大学 | 一种具有铁电/阻电耦合特性的铈掺杂二氧化铪薄膜材料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1870289A (zh) * | 2005-04-29 | 2006-11-29 | 国际商业机器公司 | 材料叠层 |
| US20090280632A1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-12 | Cheng-Tung Lin | MOSFETS Having Stacked Metal Gate Electrodes and Method |
| CN102403342A (zh) * | 2010-09-16 | 2012-04-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种铪基氧化物高k栅介质层及其能带调控方法 |
| CN102446969A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 中国科学院微电子研究所 | 半导体器件及其形成方法 |
| CN108257858A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 全球能源互联网研究院 | 一种高k栅介质层的制备方法及碳化硅MOS功率器件 |
-
2019
- 2019-07-25 CN CN201910675057.4A patent/CN110527978A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1870289A (zh) * | 2005-04-29 | 2006-11-29 | 国际商业机器公司 | 材料叠层 |
| US20090280632A1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-12 | Cheng-Tung Lin | MOSFETS Having Stacked Metal Gate Electrodes and Method |
| CN102403342A (zh) * | 2010-09-16 | 2012-04-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种铪基氧化物高k栅介质层及其能带调控方法 |
| CN102446969A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 中国科学院微电子研究所 | 半导体器件及其形成方法 |
| CN108257858A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 全球能源互联网研究院 | 一种高k栅介质层的制备方法及碳化硅MOS功率器件 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111549329A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-18 | 湘潭大学 | 铁电薄膜的制备方法、铁电存储器及其制备方法 |
| CN112176315A (zh) * | 2020-08-19 | 2021-01-05 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土掺杂二氧化铪基铁电薄膜及其制备方法 |
| CN114999895A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-02 | 海南大学 | 一种具有铁电/阻电耦合特性的铈掺杂二氧化铪薄膜材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI312542B (en) | Atomic layer deposited titanium aluminum oxide films | |
| US9373677B2 (en) | Doping of ZrO2 for DRAM applications | |
| CN110527978A (zh) | 一种稀土掺杂铪基铁电材料、制备方法及半导体器件 | |
| US7511326B2 (en) | ALD of amorphous lanthanide doped TiOx films | |
| US9105646B2 (en) | Methods for reproducible flash layer deposition | |
| Ahn | ALD of Amorphous Lanthanide Doped Tiox Films | |
| US20080087890A1 (en) | Methods to form dielectric structures in semiconductor devices and resulting devices | |
| EP1866963A2 (en) | Multilayer, multicomponent high-k films and methods for depositing the same | |
| KR20090038924A (ko) | 지르코늄 치환된 티탄산바륨 게이트 유전체 | |
| Chang et al. | Achieving atomistic control in materials processing by plasma–surface interactions | |
| Zhuang et al. | Solution-processed rare-earth oxide thin films for alternative gate dielectric application | |
| Nozaki et al. | Implementation of atomic layer deposition-based AlON gate dielectrics in AlGaN/GaN MOS structure and its physical and electrical properties | |
| Wang et al. | Atomic layer deposition of lanthanum stabilized amorphous hafnium oxide thin films | |
| Tsui et al. | High-Performance Metal–Insulator–Metal Capacitors With $\hbox {HfTiO}/\hbox {Y} _ {2}\hbox {O} _ {3} $ Stacked Dielectric | |
| WO2004010466A2 (en) | Metal organic chemical vapor deposition and atomic layer deposition of metal oxynitride and metal silicon oxynitride | |
| WO2006025350A1 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US7141857B2 (en) | Semiconductor structures and methods of fabricating semiconductor structures comprising hafnium oxide modified with lanthanum, a lanthanide-series metal, or a combination thereof | |
| Kim et al. | Characterization of Zirconium Silicate Gate Dielectrics Deposited on Si (100) Using Zr (NEt2) 4 and Si (O n Bu) 4 | |
| Blomberg et al. | ALD grown NbTaOx based MIM capacitors | |
| Chiang et al. | Effects of La2O3 capping layers prepared by different ALD lanthanum precursors on flatband voltage tuning and EOT scaling in TiN/HfO2/SiO2/Si MOS structures | |
| Kim et al. | Electrical and reliability characteristics of HfO2 gate dielectric treated in N2 and NH3 plasma atmosphere | |
| Lim et al. | Enhancing the Crystallization and Properties of the SrRuO3 Electrode Film Grown by Atomic-Layer-Deposited SrO and Pulsed-Chemical Vapor-Deposited RuO2 through Al Substitution | |
| Eom et al. | Deposition characteristics and annealing effect of La2O3 films prepared using La (iPrCp) 3 precursor | |
| Cho et al. | Plasma enhanced atomic layer deposition of TiCxNy film with various reactive gases | |
| Irokawa et al. | Comparison of hydrogen-induced oxide charges among GaN metal-oxide-semiconductor capacitors with Al2O3, HfO2, or Hf0. 57Si0. 43Ox gate dielectrics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |