一种含镁锌氧的金属－绝缘层－半导体结构及制备工艺制造技术

一种金属－绝缘层－半导体器件结构，其特征在于，在单晶硅衬底上的立方相ＭｇＺｎＯ薄膜为绝缘层，其器件结构为金属电极－ＭｇＺｎＯ晶体薄膜－Ｓｉ单晶－金属电极或金属电极－ＭｇＺｎＯ晶体薄膜－ＳｉＯ↓［２］－Ｓｉ单晶－金属电极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及立方相镁锌氧(MgZnO)晶体薄膜作为绝缘层的金属—绝缘层—半导体(MIS)结构及制备工艺，即以其介电常数(κ)大于SiO2的立方相MgZnO为绝缘层，从而提高绝缘层的等效厚度，降低漏电流，适应微电子领域对大规模集成电路所面临的尺寸不断减小的要求；同时能与传统的硅半导体器件制备工艺相兼容，属于微电子

技术介绍
自1947年第一个晶体管面世以来，五十余年里微电子技术取得迅猛的发展，这种持续的增长在于器件的特征尺寸越来越小，单个芯片上器件越来越多，性能不断提高。MOS场效应晶体管(MOSFET)，动态随机存储器(DRAM)，闪存(Flash)和铁电随机存储器(FeRAM)等的特征尺寸不断减小，对工艺和材料提出了新的要求。随着器件特征尺寸的不断减小，尤其当光刻线宽小于0.1μm后，绝缘层(栅氧化物层)厚度开始逐渐接近原子间距。此时，受隧道效应的影响，栅极漏电流开始成为一个不容忽视的问题。根据ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductor)提出的行业内未来15年发展对于集成电路研发需求的共识，以SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属一绝缘层一半导体器件结构，其特征在于，在单晶硅衬底上的立方相MgZnO薄膜为绝缘层，其器件结构为金属电极-MgZnO晶体薄膜-Si单晶-金属电极或金属电极-MgZnO晶体薄膜-SiO2-Si单晶-金属电极。2.按权利要求1所述金属一绝缘层一半导体结构，其特征在于MgZnO材料正面电极为纯Al，或Al+％2Si，或Pt/W双层电极结构，衬底Si材料背面电极对应为纯Al，或Al+％2Si，或Pt/W双层电极结构。3.按权利要求1所述的金属一绝缘层一半导体器件结构，其特征在于单元面积0.01×0.01mm2～0.2×0.2mm2，MgZnO介质层厚度1nm～500nm，金属电极厚度10nm～300nm。4.按权利要求1所述金属一绝缘层一半导体器件结构的制备工艺，采用光刻和湿法腐蚀。其特征在于(A)在单晶Si上处延生长立方相MgZnO薄膜；厚度1nm～500nm；(B)蒸镀Ai电极制作MIS结构器件的电极(1)超声清洗在单晶硅衬底上生长好的立方相MgZnO晶体薄膜芯片，先用四氯化碳、然后是丙酮、再是无水乙醇清洗，最后氮气吹干；(2)立方相MgZnO薄膜正面镀电极，电极材料为纯Al，或Al+2％Si或Pt/W复合层，采用电子束蒸发镀电极，镀电极时，衬底Si温度设置为100～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴惠桢，梁军，劳燕锋，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：