一种等化学计量比三元氧化物薄膜的制备方法
阅读说明：本技术 一种等化学计量比三元氧化物薄膜的制备方法 (Preparation method of ternary oxide film with equal stoichiometric ratio ) 是由 汤振杰 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种等化学计量比三元氧化物薄膜(MO<Sub>x</Sub>)<Sub>0.5</Sub>(NO<Sub>x</Sub>)<Sub>0.5</Sub>的制备方法,利用原子层沉积系统先在基底上沉积1个M循环,而后再沉积1个N循环,如此交替重复生长,实现薄膜组分的等化学计量比,操作简单,可控可调。(The invention discloses a ternary oxide thin film (MO) with equal stoichiometric ratio x ) 0.5 (NO x ) 0.5 The preparation method comprises the steps of depositing 1M cycles on a substrate by using an atomic layer deposition system, then depositing 1N cycles, and alternately and repeatedly growing, so that the stoichiometric ratio of the components of the film is realized, and the preparation method is simple to operate, controllable and adjustable.)
技术领域
本发明涉及一种等化学计量比三元氧化物薄膜的制备方法。
背景技术
随着微电子器件的快速发展，三元金属氧化物薄膜得到越来越多的应用。金属氧化物薄膜的组分直接影响薄膜的电学性能，因此薄膜组分的调控成为行业人员研究的重点。物理溅射是一种比较普遍的薄膜制备方法，借助固相烧结的方法制备不同组分配比的陶瓷靶材，而后通过溅射制备氧化物薄膜，这种方法一般成本较高，制备过程复杂。为了避免传统工艺的缺点，本发明提供了一种利用原子层化学气相沉积系统制备等化学计量比三元氧化物薄膜的制备方法(MOx)0.5(NOx)0.5的方法，通过相同沉积次数的M源和N源交替重复生长，实现等化学计量比三元氧化物薄膜的制备，操作简单，可控可调。
发明内容
本发明提供了一种原子层化学气相沉积系统制备等化学计量比三元氧化物薄膜的制备方法(MOx)0.5(NOx)0.5的方法，所述制备过程如下：
a)将基底放入适量无水乙醇中，超声清洗1分钟后，用去离子水超声清洗3分钟，去除表面杂质，然后利用高纯氮气吹干后置于原子层化学气相沉积腔体内的样品台上，生长(MOx)0.5(NOx)0.5金属氧化物薄膜过程中，M可在Hf、Zr、Ti中任选一种，所用金属源分别为四(二甲胺基)铪(Hf(N(CH3)2)4)、四(二甲胺基)锆(Zr(N(C2H5)2)4)、四(二甲胺基)钛(Ti(N(CH3)2)4)，N可在Si、AL中任选一种，所用金属源分别为三甲基铝(Al(CH3)3)、三(二甲胺基)硅(Si(N(CH3)2)3)，氧源可在臭氧和水中任选一种，衬底温度在180-400℃范围内，源的温度在180-200℃范围内；
b)利用原子层化学气相沉积在基底上沉积(MOx)0.5(NOx)0.5金属氧化物薄膜时，首先生长1个循环的MOx，而后生长1个循环的NOx，如此交替重复生长，其中交替重复生长次数根据薄膜厚度需要选择；
c)生长后的(MOx)0.5(NOx)0.5金属氧化物薄膜原位保温时间控制在100-120分钟范围内选择，确保薄膜中各组分在衬底温度下扩散，形成组分均匀的薄膜。
附图说明
图1：原子层化学气相沉积系统生长等摩尔比金属氧化物薄膜(MOx)0.5(NOx)0.5的流程图。
图2：原子层化学气相沉积系统生长(HfO2)0.5(Al2O3)0.5金属氧化物薄膜的示意图。
具体实施方式
实施例1：
图1为本发明提供的原子层化学气相沉积系统生长等化学计量比三元氧化物(MOx)0.5(NOx)0.5薄膜的流程图，具体包括如下步骤：
步骤1：将基底放入适量无水乙醇中，超声清洗1分钟后，用去离子水超声清洗3分钟，去除表面杂质，然后利用高纯氮气吹干后置于原子层化学气相沉积腔体内的样品台上，生长等摩尔比金属氧化物(MOx)0.5(NOx)0.5薄膜过程中，M可在Hf、Zr、Ti中任选一种，所用金属源分别为四(二甲胺基)铪(Hf(N(CH3)2)4)、四(二甲胺基)锆(Zr(N(C2H5)2)4)、四(二甲胺基)钛(Ti(N(CH3)2)4)，N可在Si、AL中任选一种，所用金属源分别为三甲基铝(Al(CH3)3)、三(二甲胺基)硅(Si(N(CH3)2)3)，氧源可在臭氧和水中任选一种，衬底温度在180-400℃范围内，源的温度在180-200℃范围内；
步骤2：利用原子层化学气相沉积在基底上沉积(MOx)0.5(NOx)0.5金属氧化物薄膜时，首先生长1个循环的MOx，而后生长1个循环的NOx，如此交替重复生长，其中交替重复生长次数根据薄膜厚度需要选择；
步骤3：生长后的(MOx)0.5(NOx)0.5金属氧化物薄膜原位保温时间控制在100-120分钟。
实施例2：
图2为本发明提供的原子层化学气相沉积系统生长(HfO2)0.5(Al2O3)0.5金属氧化物薄膜的过程，具体步骤如下：
a)将基底放入适量无水乙醇中，超声清洗1分钟后，用去离子水超声清洗3分钟，去除表面杂质，然后利用高纯氮气吹干后置于原子层化学气相沉积腔体内的样品台上，Hf源选用Hf(N(CH3)2)4，氧源选择水，Al源选择Al(CH3)3，衬底温度为200℃，源的温度为180℃；
b)利用原子层化学气相沉积在基底上首先生长1个循环的HfO2，而后生长1个循环的Al2O3，如此交替重复生长100次，通过固定HfO2和Al2O3各自循环次数相等，调控薄膜组分为1∶1，HfO2和Al2O3交替循环100次。
c)生长后的(HfO2)0.5(Al2O3)0.5金属氧化物薄膜原位保温时间控制在120分钟。