[发明专利]调控Ge衬底与TixAlyO薄膜间能带补偿的方法

摘要

本发明公开了一种调控Ge衬底与TixAlyO薄膜间能带补偿的方法，首先对锗衬底进行清洗，吹干。接着放入ALD反应室中，沉积以Al2O3为开始层，交替Al2O3和TiO2的沉积循环，且最终沉积的薄膜中Al/Ti的摩尔比率为Al：Ti=1：1.2-4.5；将沉积薄膜后的锗衬底进行退火，即得到成品。本方法中，当Al/Ti的摩尔比率减小时，积累态电容增大；漏电流上升。而且，随着Al/Ti比率增大，Al2O3/TiO2在Ge上的价带和导带补偿以及带隙都会同时增大。这些结果说明：ALDAl2O3/TiO2纳米叠层结构能够有效地调节栅介质与Ge之间的界面质量和能带结构，从而改善MOS器件的工作性能。表明此方法在Ge基MOSFET制备中具有重要的应用前景。

主权项

一种调控Ge衬底与TixAlyO薄膜间能带补偿的方法，其特征在于包括以下步骤：1）衬底清洗：首先将锗衬底在丙酮、甲醇中依次超声清洗2‑10分钟，去除Ge表面的油污，然后将锗衬底移到氢氟酸水溶液中，室温下清洗1‑3分钟，接着用去离子水泡1‑3分钟，重复若干次，最后将锗衬底用高纯氮气吹干；2）ALD Al2O3/TiO2纳米叠层薄膜工艺：将步骤1）处理后的锗衬底放入ALD反应室中，进行栅介质层的沉积，其中设定的ALD沉积参数为：反应室温度：200~300 ℃；反应源：沉积Al2O3采用金属源Al(CH3)3和 H2O反应，Al(CH3)3源温为室温；沉积TiO2采用 金属源Ti(OC3H7)4和H2O反应，Ti(OC3H7)4源温为40~80 oC；沉积过程：以Al2O3为开始层，交替Al2O3和TiO2的沉积循环，沉积过程中，金属源和水源的脉冲都为0.1~0.4 s，根据所要沉积介质层厚度选择脉冲次数，且最终沉积的薄膜中Al/Ti 的摩尔比率为Al：Ti=1：1.2‑4.5；每次源脉冲之后，都紧接着用高纯氮气清洗1~10 s，冲掉反应副产物和残留的源；退火：将沉积薄膜后的锗衬底放于快速退火炉中，在N2保护下，于400~600℃快速退火 30~180 s至室温。