專利名稱：采用電子束蒸發(fā)方式制備HfO₂納米晶的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及納米加工技術領域，尤其涉及一種采用電子束蒸發(fā)方 式制備Hf02納米晶的方法。
背景技術：
半個多世紀以來，以CMOS為主流技術的半導體集成電路一直在 遵循"摩爾定律"迅速發(fā)展，其特征尺寸已進入到納米級，但同時也面 臨著越來越嚴重的挑戰(zhàn)，因此基于新材料、新原理的納米電子器件如 各種硅量子點器件、納米線、納米管器件、單電子器件等成為研究的 熱點。
存儲器領域，傳統(tǒng)的非揮發(fā)性浮柵存儲器當尺寸縮小到70nm以下 會達到縮小極限。因此，在多晶硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅(SONOS) 類型的存儲器中，氮化硅記憶體和納米晶記憶體作為下一代非揮發(fā)性 存儲器中引起最大關注的元件，因為這些元件具有潛力達到擦/寫速度 塊，低的寫入電壓以及低功率等特性。
近幾年來，許多科研小組都將科研重點放在了納米晶浮柵存儲器 領域，如硅納米晶浮柵存儲器，鍺納米浮柵存儲器，二氧化鉿納米晶 浮柵存儲器，金屬納米晶浮柵存儲器等。
傳統(tǒng)的制備HfD2納米晶的方法如PECVD、磁控濺射等，相對于 本發(fā)明，均有不易大規(guī)模生產(chǎn)的特點，而且制備手段較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術問題 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種采用電子束蒸發(fā)方式 制備Hf02納米晶的方法，以簡化工藝步驟，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
3(二) 技術方案
為達到上述一個目的，本發(fā)明提供了一種釆用電子束蒸發(fā)方式制 備Hf02納米晶的方法，該方法包括 在襯底上生長二氧化硅層；
采用電子束蒸發(fā)方式將Hf02粉末和二氧化硅粉末的混合物共同蒸 發(fā)至該二氧化硅層上； 高溫快速熱退火。
上述方案中，所述襯底為平整、潔凈的硅片，或為絕緣體上硅SOI。 上述方案中，所述在襯底上生長二氧化硅層采用熱氧化方法進行。 上述方案中，所述在襯底上生長二氧化硅層包括將硅片或SOI
在熱氧化爐中90(TC氧化10分鐘，生長致密的氧化層。
上述方案中，所述Hf02粉末和二氧化硅粉末的混合物由5克的
Hf02粉末和9克的二氧化硅粉末組成，顆粒度均為300目，蒸發(fā)平均
速度為lA/s。
上述方案中，所述高溫快速熱退火是在90(TC下退火1分鐘。
(三) 有益效果 從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供的這種采用電子束蒸發(fā)方式制備Hf02納米晶的方法，
采用電子束蒸發(fā)技術中的共蒸法制備納米晶體，通過將Hf02和二氧化 硅的固體粉末混合在一起蒸發(fā)至熱氧化生長的二氧化硅層上，再通過 進一步的高溫快速熱退火，制備出性能穩(wěn)定的Hf02納米晶體。采用該 方法制備的Hf02量子點顆粒的直徑大小約為4至8nm，可用于浮柵存 儲器的制作等。這種方法具有工藝步驟少、簡單、穩(wěn)定可靠、易于大 規(guī)模制造、能與傳統(tǒng)的微電子工藝兼容的優(yōu)點。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明
圖1是本發(fā)明提供的制備Hf02納米晶的方法流程圖2至圖4是圖1所示的工藝流程圖；圖5是本發(fā)明制備的Hf02納米晶樣品的TEM圖像。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具 體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
本發(fā)明采用電子束蒸發(fā)技術，是一種有效的并已大規(guī)模應用的制 備薄膜的方法。本發(fā)明主要利用電子束蒸發(fā)手段制備Hf02和二氧化硅 的混合物薄膜，通過將Hf02和二氧化硅的固體粉末混合在一起蒸發(fā)至 襯底上。
如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的制備Hf02納米晶的方法流程圖，
該方法包括
步驟101:在襯底上熱氧化生長二氧化硅層；
步驟102:采用電子束蒸發(fā)方式將Hf02粉末和二氧化硅粉末的混 合物共同蒸發(fā)至該二氧化硅層上； 步驟103:高溫快速熱退火。
基于圖l所示的制備Hf02納米晶的方法流程圖，圖2至圖4示出 了圖1的工藝流程圖，具體包括
如圖2所示，通過熱氧化生長技術在硅襯底上生長二氧化硅層；
如圖3所示，通過電子束蒸發(fā)的方式在二氧化硅層上蒸發(fā)一層 Hf02和二氧化硅混合物薄膜；
如圖4所示，將樣品進行高溫快速熱退火。
下面結合具體的實施例進一步說明本發(fā)明的詳細工藝方法和步
驟，在本實施例中，采用p型、(100)晶向的2寸硅片做襯底，該襯 底厚525pm,電阻率為2至3Qcm;具體工藝步驟如下
步驟1:將硅片在熱氧化爐中90(TC氧化10分鐘，生長致密的氧 化層；
步驟2:用電子束蒸發(fā)的方法蒸發(fā)Hf02和二氧化硅的混合物。其 中，混合物由5克的Hf02粉末和9克的二氧化硅粉末組成，其顆粒度
5均為300目，蒸發(fā)平均速度為lA/s
步驟3:高溫快速熱退火。退火溫度90(TC，退火時間l分鐘。 圖5示出了本發(fā)明制備的Hf02納米晶樣品的TEM圖像，該圖像 通過高分辨率透射電鏡所觀察得到。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果 進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體 實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)， 所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)。
權利要求
1、一種采用電子束蒸發(fā)方式制備HfO2納米晶的方法，其特征在于，該方法包括在襯底上生長二氧化硅層；采用電子束蒸發(fā)方式將HfO2粉末和二氧化硅粉末的混合物共同蒸發(fā)至該二氧化硅層上；高溫快速熱退火。
2、 根據(jù)權利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備Hf02納米晶的方法，其特征在于，所述襯底為平整、潔凈的硅片，或為絕緣體上硅SOI。
3、 根據(jù)權利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備Hf02納米晶的方法，其特征在于，所述在襯底上生長二氧化硅層采用熱氧化方法進行。
4、 根據(jù)權利要求1或3所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備Hf02納米晶的方法，其特征在于，所述在襯底上生長二氧化硅層包括將硅片或SOI在熱氧化爐中90(TC氧化10分鐘，生長致密的氧化層。
5、 根據(jù)權利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備Hf02納米晶的方法，其特征在于，所述Hf02粉末和二氧化硅粉末的混合物由5克的Hf02粉末和9克的二氧化硅粉末組成，顆粒度均為300目，蒸發(fā)平均速度為lA/s。
6、 根據(jù)權利要求1所述的采用電子束蒸發(fā)方式制備Hf02納米晶的方法，其特征在于，所述高溫快速熱退火是在90(TC下退火1分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用電子束蒸發(fā)方式制備HfO₂納米晶的方法，該方法包括在襯底上生長二氧化硅層；采用電子束蒸發(fā)方式將HfO₂粉末和二氧化硅粉末的混合物共同蒸發(fā)至該二氧化硅層上；高溫快速熱退火。采用該方法制備的HfO₂量子點顆粒的直徑大小約為4至8nm，可用于浮柵存儲器的制作等。這種方法具有工藝步驟少、簡單、穩(wěn)定可靠、易于大規(guī)模制造、能與傳統(tǒng)的微電子工藝兼容的優(yōu)點。
文檔編號H01L21/363GK101459085SQ20071017937
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權日2007年12月12日
發(fā)明者明 劉, 李維龍, 涂德鈺, 琴 王, 謝常青, 銳 賈, 晨 陳, 陳寶欽, 龍世兵 申請人:中國科學院微電子研究所