一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法技术

技术编号:44833295 阅读:26 留言:0更新日期:2025-04-01 19:33
本发明专利技术公开了一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,包括湿法工艺后的退火处理和器件的抗湿结构。在湿法工艺中,铪锆氧化物薄膜易与水汽反应生成氢氧化锆。通过选择合适的退火温度可以逆转该反应,确保薄膜成分的稳定。同时,铪锆氧化物薄膜器件在环境中容易吸湿,从而影响性能。因此,选择与水汽反应的吉布斯自由能为正的氧化物薄膜作为保护层,以抑制薄膜与水汽的反应。本发明专利技术能够有效保持铪锆氧化物薄膜铁电器件的性能,并且在工艺实施上较为简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体与集成电路领域,具体是涉及一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法


技术介绍

1、铪锆氧化物(hzo)薄膜,因其与标准cmos工艺的良好兼容性和卓越的微缩特性,已经在铁电存储器领域得到了广泛应用,包括铁电随机存储器、铁电晶体管和铁电隧道结等。随着半导体技术的不断进步,对高性能存储器的需求愈加迫切,而铪锆氧化物薄膜凭借其优异的电学特性和稳定性,成为了研究的重点。

2、目前,铪锆氧薄膜的研究主要集中在其失效机理和耐久特性上。已有研究表明,铪锆氧薄膜能够实现高达1014次的耐久性,这一成果为其在实际应用中的可靠性提供了强有力的支持。然而,尽管对铪锆氧薄膜的耐久性研究取得了显著进展,仍然存在一些亟待解决的问题,特别是湿法工艺对铪锆氧化物薄膜可靠性的影响以及器件在制备后吸湿导致性能变化的具体解决方案。

3、在湿法工艺中,铪锆氧化物薄膜容易与水分反应,生成氢氧化锆,这一过程可能导致薄膜的化学成分变化和结构劣化,从而影响其电学性能和长期稳定性。尽管已有一些理论分析探讨了湿法对薄膜的影响,但目前仍缺乏针对这一问题的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,采用真空快速热退火,真空环境能够有效保护薄膜及器件的金属部分。

3.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,所述氧化物保护层为氧化硅。

4.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,所述铪锆氧化物薄膜铁电电容采用金属-绝缘体-金属的三明治型电容结构,由硅衬底、底电极、氧化层、顶电极堆叠而成;所述硅衬底采用重掺...

【技术特征摘要】

1.一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,采用真空快速热退火,真空环境能够有效保护薄膜及器件的金属部分。

3.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,所述氧化物保护层为氧化硅。

4.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,所述铪锆氧化物薄膜铁电电容采用金属-绝缘体-金属的三明治型电容结构,由硅衬底、底电极、氧化层、顶电极堆叠而成;所述硅衬底采用重掺杂p型硅;所述底电极采用ald沉积的tin;所述氧化层采用ald沉积的厚度为10nm的铪锆氧化物薄膜层,铪与锆的元素比例为1:1;所述铪锆氧化物薄膜层上溅射沉积一层钨作为顶电极。

5.根据权利要求1所述的一种铪锆氧化物薄膜铁电电容的高湿环境性能保持方法,其特征在于,所述铪锆氧化物薄膜铁电电容的制备过...

【专利技术属性】
技术研发人员:曲益明赵毅吴凡
申请(专利权)人:华东师范大学
类型:发明
国别省市:

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