[发明专利]高电介质膜层结构及其应用与制备方法

摘要

本发明提供一种高电介质膜层结构及应用与制备方法，结构包括：迭层式介电结构，包括至少一层第一介电层及至少一层第二介电层，第二介电层的禁带宽度大于第一介电层的禁带宽度，单层第二介电层的厚度小于等于单层第一介电层的厚度，以及量子遂穿抑制层，设置于迭层式介电结构的表面上，或位于迭层式介电结构的第一介电层与第二介电层之间，量子隧穿抑制层的介电常数大于第一介电层的介电常数且大于第二介电层的介电常数。通过本发明的方案，高电介质膜层结构可以在电容介电层厚度不变的情况下，缩小等效氧化层的厚度，还可以在保持或缩小等效氧化层厚度的同时，有足够的物理厚度来限制量子隧穿效应的影响，防止漏电流增大从而导致器件失效。

主权项

1.一种高电介质膜层结构，其特征在于，包括：迭层式介电结构，包括至少一层第一介电层及至少一层第二介电层，所述第二介电层的禁带宽度大于所述第一介电层的禁带宽度，且单层所述第二介电层的厚度小于等于单层所述第一介电层的厚度；及量子遂穿抑制层，所述量子隧穿抑制层的介电常数大于所述第一介电层的介电常数且大于所述第二介电层的介电常数，所述第一介电层具有大于等于10的介电常数，所述第二介电层具有大于等于8的禁带宽度，所述高电介质膜层结构的厚度为4～10nm，所述量子遂穿抑制层的厚度为0.2～5nm，以在保持或缩小等效氧化层厚度的同时，提供足够物理厚度来限制量子遂穿效应，所述量子遂穿抑制层为二氧化钛层，所述量子遂穿抑制层贴附接触电容器结构的下极板，所述迭层式介电结构的最底层第一介电层贴附接触所述量子遂穿抑制层；其中，所述量子隧穿抑制层及所述迭层式介电结构形成的过程中，在待处理的结构表面形成一层氢氧根离子层，接着，再通入所要形成的膜层中所含的氧化物对应的单质，作为先驱体与所述氢氧根离子层反应，从而形成所需要的氧化物膜层。