在半导体ZnO上外延制备HfO2基铁电薄膜的方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种在半导体ZnO上外延制备HfO2基铁电薄膜的方法及其系统，其中，该方法包括：提供HfO2基陶瓷靶材，其中，HfO2基陶瓷靶材含有掺杂元素；提供半导体ZnO衬底；对半导体ZnO衬底进行加热至预设温度，以高能粒子或高能脉冲辐射冲击HfO2基陶瓷靶材，以便将HfO2基陶瓷靶材中的Hf、O及掺杂元素沉积在半导体ZnO衬底上，得到预设厚度的包含Hf、O及掺杂元素的HfO2基铁电薄膜。基铁电薄膜。基铁电薄膜。

【技术实现步骤摘要】
在半导体ZnO上外延制备HfO2基铁电薄膜的方法及其系统


[0001]本专利技术涉及铁电材料
，具体涉及一种在在半导体ZnO上外延制备HfO2基铁电薄膜的方法及其系统。

技术介绍

[0002]随着信息时代的到来，高速、高可靠的信息存储技术已经成为关乎国防科技和国计民生的核心技术，其中，非易失性存储由于具有静态功耗低、断电信息保留的优势成为了半导体领域中发展的一大热点其中铁电存储器被认为是最具潜力的新一代存储器类型之一。在各种铁电存储器中，基于金属
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铁电体
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绝缘体
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半导体(MFIS)堆栈结构的铁电场效应晶体管(FeFET)尤为引人关注。MFIS结构实际上可等效为两个串联电容，铁电层、绝缘层分压大小与其介电常数成反比，而与厚度成正比。若铁电层分压过小，不能使其极化饱和，器件性能会严重受限。由于介电失配问题(铁电层介电常数一般比通用的介电绝缘体大1到2个数量级)，为优化分压关系，使电压尽可能落于铁电体两端，只能增加铁电层厚度。MFIS结构中铁电体厚度通常高达数百纳米，同时伴随着较大的总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在半导体ZnO上外延制备HfO2基铁电薄膜的方法，包括：提供HfO2基陶瓷靶材，其中，所述HfO2基陶瓷靶材含有掺杂元素；提供半导体ZnO衬底；对所述半导体ZnO衬底进行加热至预设温度，以高能粒子或高能脉冲辐射冲击所述HfO2基陶瓷靶材，以便将所述HfO2基陶瓷靶材中的Hf、O及所述掺杂元素沉积在所述半导体ZnO衬底上，得到预设厚度的包含所述Hf、所述O及所述掺杂元素的HfO2基铁电薄膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体ZnO衬底包括：ZnO(110)或ZnO(001)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掺杂元素包括：Zr、Y或Si。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述以高能粒子或高能脉冲辐射冲击所述HfO2基陶瓷靶材，以便将所述HfO2基陶瓷靶材中的Hf、O及所述掺杂元素沉积在所述半导体ZnO衬底上的沉积方法，包括：磁控溅射沉积、离子束沉积或脉冲激光沉积。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对所述半导体ZnO衬底进行加热至预设温度包括：所述预设温度为500～1000℃。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：程勇，郑茂源，吴金良，尹志岗，张兴旺，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：