[发明专利]一种铪基铁电场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种铪基铁电场效应晶体管，其特征在于，包括硅衬底；以及设置在所述硅衬底上的栅极，所述栅极与硅衬底之间由界面层隔开，所述栅极的两侧分别设有源极、漏极；

其中，所述界面层采用氮氧化铝，所述栅极包括由下至上堆叠的HZO层和氮化钛层。

2.根据权利要求1所述的铪基铁电场效应晶体管，其特征在于，由下至上，所述氮化钛层包括第一氮化钛层和第二氮化钛层，其中第一氮化钛层采用ALD形成，第二氮化钛层采用溅射而成；

和/或，

第一氮化钛层的厚度为3nm～5nm，第二氮化钛层的厚度为80～100nm。

3.根据权利要求1所述的铪基铁电场效应晶体管，其特征在于，所述硅衬底包括由下至上堆叠的背衬、绝缘层和顶层硅，所述顶层硅的厚度为30～40nm。

4.根据权利要求1所述的铪基铁电场效应晶体管，其特征在于，所述界面层的厚度为1.2nm～1.5nm，所述HZO层厚度优选4nm～5nm。

5.根据权利要求1所述的铪基铁电场效应晶体管，其特征在于，所述源极、漏极均连接有金属接触结构，所述金属接触结构包括由下至上堆叠的氮化钛层、钛层和铝层。

6.一种铪基铁电场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供硅衬底；

在所述硅衬底上依次形成氮氧化铝层、HZO层和氮化钛层的堆叠结构；

对所述堆叠结构图案化，形成栅；

对所述栅两侧的硅衬底进行掺杂、退火，形成源区、漏区。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氮化钛层采用如下方法形成：

先采用ALD法形成第一氮化钛层，再采用溅射法形成第二氮化钛层。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述退火的条件为：450～550℃快速退火20～40秒。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用ALD法形成所述氮氧化铝层，优选以三甲基铝为铝前驱体，氨气作为反应气体；

和/或，采用ALD法形成所述HZO层，与所述氮氧化铝层在同一腔室形成。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括：引出所述源区、漏区的金属接触结构；

所述金属接触结构包括由下至上堆叠的氮化钛层、钛层和铝层；

优选地，在引出所述金属接触结构之后还包括：

在氩气和氢气的混合气氛中进行高压退火，退火温度为400～500℃，压力为18atm～22atm，时间为25～35min；

所述氩气和氢气中氩气的体积比优选为95～97％。