【技术实现步骤摘要】
一种高介电常数的纳米叠层介电薄膜及其制备方法
本专利技术涉及介电薄膜材料
，尤其涉及一种高介电常数、高工作频率、低损耗的超薄纳米叠层介电薄膜及其制备方法。
技术介绍
具有高介电常数的材料在电容器、内存和逻辑器件、能量储存等方面都有着广泛的应用。作为构成电子工业基础的晶体管中绝缘栅极的材料，它们通常决定着整个电子器件甚至系统的性能。伴随着工艺尺寸的不断小型化，半导体工业对于具有高介电常数的超薄介电薄膜材料有着很强烈的需求。制备出高介电薄膜材料是当前研究的一个热点，有助于通过材料去解决晶体管小型化过程中出现的栅极对导电沟道的有效控制面积减小和晶体管的开关特性下降的问题。但是，由于受材料、结构以及制备工艺等方面的限制，单一材料很难兼具有高介电常数、小尺寸、高工作频率等要求。常用的高介电陶瓷材料难以制成满足使用需要的超薄薄膜，而高分子材料的介电常数过低，也无法满足使用需要。纳米叠层介电材料是一种由半导体与绝缘体组成的复合薄膜，基于Maxwell-Wagner效应(即麦克斯韦-瓦格纳效应)，半导体中的可移动电荷在外电场作用下运动到其界面处极化，产生电偶极矩。多叠层结构...
【技术保护点】
1.一种高介电常数的纳米叠层介电薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：步骤一：对基底进行表面预处理；步骤二：将表面预处理后的基底放入ALD生长腔室，将去离子水、二乙基锌和三甲基铝的源瓶通过三个接入气路接入生长腔室；采用N2载气，并将载气流量调至20Sccm，清洗所述二乙基锌和三甲基铝的接入气路，生长腔室抽真空；步骤三：对生长腔室加热至150℃；待温度稳定，生长腔室气压降至5×10‑1Torr以下，准备进行沉积；步骤四：以三甲基铝为源，去离子水为氧化剂，在基底上沉积5nm厚的Al2O3作为缓冲层；步骤五：以二乙基锌为源，去离子水作为氧化剂，沉积厚度a的ZnO子...
【技术特征摘要】
1.一种高介电常数的纳米叠层介电薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：步骤一：对基底进行表面预处理；步骤二：将表面预处理后的基底放入ALD生长腔室，将去离子水、二乙基锌和三甲基铝的源瓶通过三个接入气路接入生长腔室；采用N2载气，并将载气流量调至20Sccm，清洗所述二乙基锌和三甲基铝的接入气路，生长腔室抽真空；步骤三：对生长腔室加热至150℃；待温度稳定，生长腔室气压降至5×10-1Torr以下，准备进行沉积；步骤四：以三甲基铝为源，去离子水为氧化剂，在基底上沉积5nm厚的Al2O3作为缓冲层；步骤五：以二乙基锌为源，去离子水作为氧化剂，沉积厚度a的ZnO子层，然后等待200-300s；步骤六：以三甲基铝为源，去离子水为氧化剂，在ZnO子层上沉积厚度b的Al2O3子层，等待200-300s；步骤七：重复步骤五至步骤六，反复叠层n次后，得到组成为(a-ZnO/b-Al2O3)n纳米叠层；n为正整数；步骤八：在步骤七制备的纳米叠层上沉积5nm厚的Al2O3作为顶电极的电荷阻挡层；得到纳米叠层介电薄膜。2.根据权利要求1所述的一种高介电常数的纳米叠层介电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤一所述的表面预处理是指：首先在丙酮中超声处理20min，然后在去离子水中超声处理20min，再在乙醇中超声处理20min，氮气枪吹干。3.根据权利要求1所述的一种高介电常数的纳米叠层介电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤一所述的基底为单面镀有厚度为15...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓昉，李进，徐策，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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