[发明专利]一种半导体器件的制备方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括:

提供半导体基材；

采用ZrO₂靶材和Hf单质靶材，通过溅射工艺在所述半导体基材的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层。

2.如权利要求1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的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层的步骤中，形成所述Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层的厚度为3～70nm。

3.如权利要求1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的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层的步骤中：

溅射所述ZrO₂靶材所用的功率为30W～200W；

溅射所述Hf单质靶材所用的功率为6W～100W。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过溅射工艺在所述半导体基材的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层的过程，在通入第一混合气体的真空条件下进行；

其中，所述第一混合气体中，通入氩气的流速为10～50sccm、通入氧气的流速为0～10sccm以及通入氮气的流速为0～10sccm。

5.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的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层的步骤中，控制所述半导体基材的转速在3～10rpm范围内。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ZrO₂靶材和所述Hf单质靶材的纯度均在99％以上。

7.如权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述半导体器件为ZrO₂基铁电存储器，所述提供半导体基材的步骤，包括：

提供第一半导体衬底；

在所述第一半导体衬底之上形成下电极层，或者在所述第一半导体衬底之上依次形成下电极层和第一介质层，以形成所述半导体基材。

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的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层之后，还包括：

在所述Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层之上形成上电极层，或者在所述Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层之上依次形成第二介质层和上电极层；

在形成上电极层之后执行热退火工艺，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，所述半导体器件为ZrO₂基铁电场效应晶体管，所述提供半导体基材的步骤，包括：

提供第二半导体衬底；

在所述第二半导体衬底中形成源极区域和漏极区域；

在所述第二半导体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区域和漏极区域之间的区域。

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的上方沉积Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层之后，还包括：

在所述Hf单质掺杂的ZrO₂基铁电薄膜层之上形成栅电极；

在形成所述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。