[发明专利]一种在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法

权利要求书

1.一种在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)首先对作为衬底的单晶锗片进行清洗；

2)对清洗好的单晶锗片衬底进行钝化；

3)将钝化好的单晶锗片衬底放入ALD反应室中，反应室的温度为140-170℃，以三甲基铝Al(CH₃)₃和硝酸铪Hf(NO₃)₄为前躯体，先通入金属源TMA脉冲，接着通入第一个清洗脉冲；再通入金属源Hf(NO₃)₄脉冲，最后再通入第二个清洗脉冲，即为一个原子层沉积循环周期；

4)根据欲沉积的Hf基栅介质薄膜厚度，重复若干次步骤3)，即得到在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜。

2.根据权利要求1所述的在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于步骤1)清洗过程为：首先将单晶锗片在丙酮、甲醇中依次超声清洗2-10分钟，去除表面油污，然后将单晶锗片移到5-20％重量百分比的氢溴酸水溶液中，室温下清洗3-15分钟，接着将锗衬底用高纯氮气吹干。

3.根据权利要求1或2所述的在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于步骤2)钝化过程为：将吹干后的单晶锗片放入15-50％重量百分比的硫化铵水溶液中，将硫化铵加热到60-80℃，钝化10-20分钟，最后用去离子水或乙醇冲洗处理过的单晶锗片表面，并用高纯氮气吹干。

4.根据权利要求1或2所述的在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于步骤3)中通入金属源TMA脉冲的时间是0.1秒。

5.根据权利要求1或2所述的在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于步骤3)第一个清洗脉冲过程是：通入N₂脉冲清洗6秒，再通入水蒸气脉冲0.1秒，最后通入N₂脉冲清洗6秒。

6.根据权利要求1或2所述的在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于步骤3)中通入金属源Hf(NO₃)₄脉冲时间是0.3秒。

7.根据权利要求1或2所述的在锗衬底上低温原子层沉积Hf基栅介质薄膜的方法，其特征在于步骤3)第二个清洗脉冲过程是：通入N₂脉冲清洗清洗4秒，再通入水蒸气脉冲0.3秒，最后通入N₂ 4秒。