[发明专利]一种铁电半导体器件的制备方法

权利要求书

1.一种铁电半导体器件的制备方法，其特征在于，包括:

根据需要制备的HZO基铁电薄膜层的原子配比，预先制备HfZrO₄靶材；

提供半导体基材；

采用所述HfZrO₄靶材，通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先制备HfZrO₄靶材，包括：

根据所述HZO基铁电薄膜层中Hf原子、Zr原子以及O原子的配比，预先制备纯度在99％以上的HfZrO₄靶材。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积的HZO基铁电薄膜层的厚度为3～70nm。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述铁电半导体器件为HZO基铁电存储器，则在所述通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层的步骤中，所述溅射工艺所用的溅射功率为10W～200W；

如果所述铁电半导体器件为HZO基铁电场效应晶体管，则在所述通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层的步骤中，所述溅射工艺所用的溅射功率为20W～200W。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在通入第一混合气氛的真空条件下，进行通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层的过程，其中，所述第一混合气氛中的氩气流量为10～50sccm、氧气流量为0～10sccm以及氮气流量为0～10sccm。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层的过程中，控制所述半导体基材的转速在3～10rpm范围内。

7.如权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述铁电半导体器件为HZO基铁电存储器，所述提供半导体基材的步骤，包括：

提供第一衬底；

在所述第一衬底之上形成第一电极，获得所述半导体基材，或者在所述第一衬底之上依次形成第一电极和第一介电层，以获得所述半导体基材。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层之后，还包括：

在所述HZO基铁电薄膜层之上形成第二电极之后，执行热退火工艺，或者在所述HZO基铁电薄膜层之上依次形成第二介电层和第二电极之后，执行热退火工艺；

其中，所述热退火工艺的温度在400℃～700℃范围内。

9.如权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述铁电半导体器件为HZO基铁电场效应晶体管，所述提供半导体基材的步骤，包括：

提供第二衬底；

在所述第二衬底中形成源极和漏极；

在所述第二衬底的上方形成栅极介电层，以形成所述半导体基材，其中，所述栅极介电层位于所述源极和漏极之间的间隙区域。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述通过溅射工艺在所述半导体基材上沉积HZO基铁电薄膜层之后，还包括：

在所述HZO基铁电薄膜层之上形成栅电极后，执行热退火工艺，其中，所述热退火工艺的温度在400℃～700℃范围内。