[发明专利]一种高k氧化镱介电薄膜的制备方法及其在薄膜晶体管中的应用

权利要求书

1.一种高k氧化镱介电薄膜的制备方法，其特征在于：所述方 法的具体步骤如下：

(1)、Yb₂O₃前驱体溶液的制备：

将硝酸镱Yb(NO₃)₃·5H₂O溶于去离子水中，在20-90℃下磁力搅 拌1-24小时形成澄清透明的前驱体溶液，其中Yb₂O₃前驱体溶液浓度 为0.01-0.5mol/L；

(2)、Yb₂O₃薄膜样品的制备：

采用等离子体清洗方法清洗低阻硅衬底表面，在清洗后的低阻硅 衬底上采用常规的旋涂技术旋涂步骤(1)配制的前驱体溶液，先在 400-600转/分下匀胶4-8秒，再在3000-6000转/分下匀胶15-30秒， 旋涂次数为1-3次，每次旋涂厚度5-10nm；将旋涂后的薄膜放到烤 胶台上100-200℃下进行低温烘焙，固化实验样品；再将烘焙后的 样品在200-600℃下退火1-3小时，实现脱羟基作用及金属氧化物 致密化的过程，得到Yb₂O₃薄膜样品；

(3)、In₂O₃沟道层的制备：

将硝酸铟In(NO₃)₃溶于去离子中，在室温下搅拌1-24小时形成 澄清透明的浓度为0.01-0.5mol/L的In₂O₃水性溶液；然后在步骤(2) 得到的薄膜样品表面上利用旋涂技术旋涂In₂O₃水性溶液，先在 400-600转/分下匀胶4-8秒，再在2000-5000转/分下匀胶15-30秒， 旋涂次数为1-3次，每次旋涂厚度5-10nm；将旋涂后的薄膜放到 120-150℃烤胶台进行固化处理后放入马弗炉中进行200-300℃低 温退火处理1-5小时，即制备得到In₂O₃沟道层；

(4)、源、漏电极的制备：

利用热蒸发技术和不锈钢掩膜版在In₂O₃沟道层上面制备金属源、 漏电极，即得到基于超薄Yb₂O₃高k介电层的全水性In₂O₃薄膜晶体管。

2.如权利要求1所述的高k氧化镱介电薄膜的制备方法，其特 征在于：步骤(1)中，所用的去离子水电阻率>18MΩ·cm。

3.如权利要求1所述的高k氧化镱介电薄膜的制备方法，其特 征在于：步骤(1)中，Yb₂O₃前驱体溶液浓度为0.1mol/L。

4.如权利要求1所述的高k氧化镱介电薄膜的制备方法，其特 征在于：步骤(2)中，所述的等离子体清洗法采用氧气或氩气作为 清洗气体，其功率为20-60Watt，清洗时间为20-200秒，工作气体 的通入量为20-50SCCM。

5.如权利要求1所述的高k氧化镱介电薄膜的制备方法，其特 征在于：步骤(4)中，制备的薄膜晶体管的电极沟道长宽比为1:4-20， 热蒸发电流为30-50A；制得的源、漏电极为金属Al，Ti或Ni电极， 电极厚度为50-200nm。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法制备的高k氧化镱介 电薄膜在薄膜晶体管中的应用。