[发明专利]一种氮化铝-氧化铝薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种氮化铝‑氧化铝薄膜及其制备方法和应用，属于电子器件技术领域。本发明提供的氮化铝‑氧化铝薄膜的制备方法先将衬底升温至150～350℃，得到待沉积硅衬底；在真空条件下，向原子层沉积室通入三甲基铝气流，得到第一原子沉积层；通过氮气流吹扫对原子层沉积室进行净化，然后向原子层沉积室通入氨水气流，得到第一氮化铝‑氧化铝沉积层；通过氮气流吹扫对原子层沉积室进行净化；重复通入三甲基铝气流‑净化‑通入氨水气流‑净化的步骤，在待沉积硅衬底上得到氮化铝‑氧化铝薄膜。本发明得到的氮化铝‑氧化铝薄膜具有较低的漏电流密度，介电性能优异。

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种氮化铝-氧化铝薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

原子层沉积技术具有大面积、均匀、可低温沉积制备等优点，其制备的氧化物目前被广泛的应用于太阳能电池的钝化、柔性有机发光二极管的封装、显示数据随机存储器和薄膜晶体管等领域。原子层沉积技术制备氧化铝薄膜是将三甲基铝(TMA)和去离子水交替通入到沉积室实现薄膜的沉积，从而得到氧化铝薄膜。原子层沉积技术所制备的氧化铝薄膜因具有良好的平整度和较高的介电常数而广泛应用于薄膜晶体管的绝缘层。随着电子器件的不断发展，对高介电性能的薄膜要求越来越高，即期望能够进一步提高介电性能，即降低漏电流密度，从而能够减小高介电性能的薄膜的厚度，以实现低成本、高效率的电子器件制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化铝-氧化铝薄膜及其制备方法和应用，本发明提供的氮化铝-氧化铝薄膜具有更低的漏电流密度，介电性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氮化铝-氧化铝薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)在原子层沉积室内放置硅衬底，将所述硅衬底升温至150～350℃，得到待沉积硅衬底；

(2)在真空条件下，向原子层沉积室通入三甲基铝气流，在待沉积硅衬底上得到第一原子沉积层；

(3)通过氮气流吹扫对原子层沉积室进行净化，然后向原子层沉积室通入氨水气流，在待沉积硅衬底上得到第一氮化铝-氧化铝沉积层；所述氨水气流为氨和水蒸气的混合气流；

(4)通过氮气流吹扫对原子层沉积室进行净化；

(5)重复通入三甲基铝气流-净化-通入氨水气流-净化的步骤，在待沉积硅衬底上得到氮化铝-氧化铝薄膜，所述重复的次数为0次以上。

优选地，所述三甲基铝气流由三甲基铝在环境温度下自然挥发得到。

优选地，所述三甲基铝气流的通入时间为50～300ms。

优选地，所述氨水气流由氨水在环境温度下自然挥发得到，所述氨水的质量浓度为23～27％。

优选地，所述氨水气流的通入时间为50～300ms。

优选地，所述真空条件为绝对压力≤10mbar的条件。

优选地，所述氮气流的流量为900～1100sccm；所述净化的时间为3～10s。

优选地，通入三甲基铝气流、氨水气流和氮气流的管路均与混合装置连通，所述混合装置的气体排出口与原子层沉积室连通，且通入三甲基铝气流和氨水气流时，均维持所述氮气流为通入状态。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的氮化铝-氧化铝薄膜。

本发明还提供了上述技术方案所述的氮化铝-氧化铝薄膜在电子器件中的应用。