[发明专利]一种半导体器件制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件制备方法，所述半导体器件包括铁电薄膜层，所述方法包括：在靶材位置设置二氧化铪靶材和二氧化锆靶材，对二氧化铪靶材和二氧化锆靶材同时进行溅射，得到所述铁电薄膜层。本申请通过对二氧化铪(HfO₂)靶材和二氧化锆(ZrO₂)靶材进行溅射，可以快速得到铁电性能较优的所述铁电薄膜层，进而可以提高含有铁电薄膜层的半导体器件的生产效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体器件制备方法。

背景技术

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体器件则是使用半导体制作的器件，例如存储器件、逻辑器件等。其中，铁电薄膜的发现促进了存储器件、逻辑器件等半导体器件的发展。

相关技术中，在制备含有铁电薄膜的存储器件、逻辑器件等半导体器件时，主要通过ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)的方式实现。然而，使用ALD方式生成铁电薄膜，存在生产效率较低的问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种半导体器件制备方法，解决了现有技术中铁电薄膜生产效率较低，导致含有铁电薄膜的半导体器件的生产效率较低的的技术问题，实现了提高铁电薄膜生产效率，进而实现了提高含有铁电薄膜的半导体器件的生产效率的技术效果。

本申请提供了一种半导体器件制备方法，半导体器件包括铁电薄膜层，方法包括：

在靶材位置设置二氧化铪靶材和二氧化锆靶材；

对二氧化铪靶材和二氧化锆靶材同时进行溅射，得到铁电薄膜层。

进一步地，二氧化铪靶材的纯度和二氧化锆靶材的纯度均至少为99％。

进一步地，对二氧化铪靶材和二氧化锆靶材进行溅射，包括：

在通入氩气、氧气和氮气的过程中，对二氧化铪靶材和二氧化锆靶材进行溅射；其中，氩气的通入速率范围是10～50标准毫升每分钟，氧气的通入速率范围是0～10标准毫升每分钟，氮气的通入速率范围是0～10标准毫升每分钟。

进一步地，铁电薄膜层的厚度范围是3～70纳米。

进一步地，当半导体器件为铁电电容器时，方法还包括：

在电容器衬底层上依次形成第一电极、铁电薄膜层和第二电极，得到铁电电容器。

进一步地，第一电极和第二电极的制作材料为氮化钛、钨、氮化钽、高导硅、铱、钌、二氧化钌、铂和钯中至少一种材料。

进一步地，制备第一电极和/或第二电极的方法包括：

在束流电压为700～900伏、束流为40～60毫安、加速电压为150～170伏、气体为氩气和氮气的状态下，对氮化钛靶材进行溅射，得到电极层，其中，氩气的流速为7～9标准毫升每分钟，氮气的流速为4～6标准毫升每分钟。

进一步地，当半导体器件为铁电场效应晶体管时，方法还包括：

在晶体管衬底层上依次制备栅极介电层、铁电薄膜层和栅电极，得到铁电场效应晶体管；

其中，晶体管衬底层包括源极区域和漏极区域，栅极介电层位于源极区域和漏极区域之间。

进一步地，栅极介电层的厚度范围是1～3纳米。

进一步地，栅极介电层的制作材料的介电常数范围是3.9～25。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请通过对二氧化铪(HfO2)靶材和二氧化锆(ZrO2)靶材同时进行溅射，可以快速得到铁电性能较优的铁电薄膜层，进而可以提高含有铁电薄膜层的半导体器件的生产效率。