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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种基于钛酸锶薄膜的晶体管制备方法及晶体管，在衬底上图形化制备栅电极，在栅电极上方采用磁控溅射方法的制备钛酸锶薄膜，分别选择锶钛合金靶材作为第一靶材；掺杂金属的氧化物作为第二靶材；控制磁控溅射过程中关于第一靶材的基准能量入射功率基准沉积速率；以及第二靶材、靶枪和氧氩混合气体参数，得到钛酸锶薄膜，在介电薄膜上图形化制备半导体层，在半导体层和介电薄膜上图形化制备源电极和漏电极，本发明得到的钛酸锶薄膜晶体管具有高介电常数，提高了晶体管的电性能，降低功耗并提高晶体管的效率。

主权项：1.一种基于钛酸锶薄膜的晶体管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）选择衬底，并对衬底进行清洗和表面处理；（2）栅电极制备：在衬底上通过磁控溅射方法制备金属薄膜，并通过遮挡掩膜或光刻的方法图形化制备栅电极；（3）介电薄膜制备：在栅电极上方采用磁控溅射方法制备介电薄膜，所述介电薄膜为钛酸锶薄膜，具体包括：步骤3.1）：选择锶与钛的原子百分比为1：（0.95~0.999）的锶钛合金靶材作为第一靶材；选择铌的氧化物作为第二靶材；步骤3.2）：确定用以溅射第一靶材的基准能量入射功率，在所述基准能量入射功率下，第一靶材中钛原子的脱离速度与锶原子的脱离速度之比小于第一阈值，根据基准能量入射功率，在固定的第一气体流量下，通过实验确定第一靶枪的基准功率和第一离子束基准入射角度，以及第一靶材中锶元素的基准沉积速率；步骤3.3）：根据基准沉积速率，确定第二靶材和用以溅射第二靶材的第二靶枪的工艺参数，以及氧氩混合气体参数，使第二靶材中铌原子的沉积速率和氧原子总沉积速率与基准沉积速率符合预设比例；具体为：分别选择不同的第二靶枪功率、第二离子束入射角度、第二靶材与基底之间的距离，在固定的第二气体流量下，对第二靶材进行磁控溅射，获得其沉积速率，并建立回归数据集，数据集中的每条数据分别包括：沉积速率、第二靶枪功率、第二离子束入射角度、第二靶材与基底之间的距离，并以此为基础进行多元线性回归，得到各工艺变量与实际沉积速率之间的关系： （1）式中，为第二靶材中铌原子的沉积速率，为第二靶枪功率，为第二离子束入射角度，为第二靶材与基底之间的距离，为铌沉积截距系数，为铌沉积功率权重系数，为铌沉积入射角权重系数，为铌沉积距离权重系数，为铌沉积误差项；根据确定的上述公式（1）选择对应的第二靶材的各工艺参数，使第二靶材中铌原子的沉积速率与基准沉积速率符合预设比例关系；在磁控溅射中，通过氧氩混合气体对薄膜进行补氧，确定混合气体中的氩氧比与氧沉积速率之间的关系，采用多元回归的方法，获得如下关系： （2） 为氧原子总沉积速率，为第二靶材中氧原子与铌原子的原子比，为氧沉积截距系数，为第一气体氧沉积权重系数，为第二气体氧沉积权重系数，为氧沉积误差项；步骤3.4）：根据步骤3.2）和步骤3.3）确定的工艺参数值，采用磁控溅射方法，得到钛酸锶薄膜；（4）在介电薄膜上图形化制备半导体层；（5）在半导体层和介电薄膜上图形化制备源电极和漏电极。

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