The invention discloses a method for preparing multicomponent high dielectric constant oxide thin films in nitrogen atmosphere. By injecting nitrogen into the deposition chamber with pulse laser deposition system, the thin films are grown in nitrogen atmosphere, the defects in the thin films are reduced, the growth of the interfacial layer between the thin films and the substrate is inhibited, and the thin films are improved. The quality and operation are simple, and large-scale preparation can be realized.
【技术实现步骤摘要】
一种氮气气氛制备多组元高介电常数氧化物薄膜的方法
本专利技术涉及薄膜制备技术，尤其涉及一种高介电常数薄膜的制备方法。
技术介绍
随着半导体行业的迅猛发展，电子器件逐渐微型化、集成化。当器件进入亚0.1微米后，如果晶体管仍采用SiO2作为栅介质层，直接隧穿电流将变得非常大，于是栅与沟道问的直接隧穿变得非常显著，由此带来了栅对沟道控制的减弱和器件功耗的增加，限制了微电子技术进一步发展。高介电常数材料逐渐成为传统SiO2栅介质的替代者。研究表明，减小高介电常数薄膜的缺陷密度，提高薄膜与衬底材料界面质量，能够显著提高高介电常数薄膜的性能。传统制备方法均需要将制备好的薄膜从制备系统中取出，而后进行退火，操作复杂。基于以上考虑，本专利技术提供了一种氮气气氛制备多组元高介电常数氧化物薄膜的方法，通过制备过程中氮气的引入，减少薄膜体内的缺陷态，提高界面质量，操作简单。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氮气气氛制备多组元高介电常数氧化物薄膜的方法，所述制备过程如下：a)(M)x(N)1-x陶瓷靶材的烧制条件为：M和N粉末在球磨机中充分球磨后，干燥后在25MPa下压制成型，再在1400℃烧制10小时，其中M可在HfO2、ZrO2、TiO2、La2O3中任选一种，N可在Al2O3、SiO2中任选一种，如图1(a)所示；b)将制备的(M)x(N)1-x陶瓷靶材固定在脉冲激光沉积系统腔体内的靶位上，衬底固定在基底台上，而后利用真空泵将腔体内的气压抽到5.0×10-5Pa以下，降低腔体内氧气的含量，紧接着向腔体内注入氮气，控制气压在100-200Pa，衬底温度在300-400℃范围内，...
【技术保护点】
1.一种氮气气氛制备多组元高介电常数氧化物薄膜的方法，其特征在于具体步骤如下：a)(M)x(N)1‑x陶瓷靶材的烧制条件为：M和N粉末在球磨机中充分球磨后，干燥后在25MPa下压制成型，再在1400℃烧制10小时，其中M可在HfO2、ZrO2、TiO2、La2O3中任选一种，N可在Al2O3、SiO2中任选一种；b)将制备的(M)x(N)1‑x陶瓷靶材固定在脉冲激光沉积系统腔体内的靶位上，衬底固定在基底台上，而后利用真空泵将腔体内的气压抽到5.0×10‑5Pa以下，紧接着向腔体内注入氮气，控制气压在100‑200Pa，衬底温度在300‑400℃范围内；c)利用脉冲激光沉积在衬底表面生长一层(M)x(N)1‑x多组元氧化物薄膜，原位保温30分钟。
【技术特征摘要】
1.一种氮气气氛制备多组元高介电常数氧化物薄膜的方法，其特征在于具体步骤如下：a)(M)x(N)1-x陶瓷靶材的烧制条件为：M和N粉末在球磨机中充分球磨后，干燥后在25MPa下压制成型，再在1400℃烧制10小时，其中M可在HfO2、ZrO2、TiO2、La2O3中任选一种，N可在Al2O3、SiO2中任选一种；b)将制备的(M)x(N)1-x陶瓷靶材固定在脉冲激光沉积系统腔体内的靶位上，衬底固定在基底台上，而后利用真空泵将腔体内的气压抽到5.0×10-5Pa以下，紧接着向腔体内注入氮气，控制气压在100-20...
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