一种氧化铪基铁电薄膜、电容结构、晶体管及制备方法

技术特征：
1.一种氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，包括：依次层叠设置的第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)；所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)的材质为：hf
1-x
m
x
o
y1
；所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)的材质为：hf
1-x
m
x
o
y2
；所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)的材质为：hf
1-x
m
x
o
y3
；其中，m为掺杂元素，y1和y3均大于y2。2.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，所述掺杂元素为al、fe、gd、ge、la、lu、n、pr、sc、si、sr、ta、y、zr中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的氧化铪基铁电薄膜，其特征在于，所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)的厚度为：1-10nm；所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)的厚度为：2-20nm；所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)的厚度为：1-10nm。4.一种电容结构，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的氧化铪基铁电薄膜。5.根据权利要求4所述的电容结构，其特征在于，还包括：依次层叠设置的第一电极层(400)、铁电层和第二电极层(500)；其中，所述铁电层为所述氧化铪基铁电薄膜。6.根据权利要求5所述的电容结构，其特征在于，所述第一电极层(400)和所述第二电极层(500)为导电材料；所述第一电极层(400)的材质为au、hfn、ir、ni、pt、ru、ruo2、ta、tan、tin、w中的一种；所述第二电极层(500)的材质为au、hfn、ir、ni、pt、ru、ruo2、ta、tan、tin、w中的一种。7.根据权利要求5所述的电容结构，其特征在于，还包括：缓冲层，其设置在所述第一电极层(400)与所述铁电层之间。8.根据权利要求8所述的电容结构，其特征在于，还包括：所述缓冲层的材质为al2o3、hfo2、la2o3、sio2、y2o3、zro2中的一种。9.一种电容结构的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成第一电极层(400)；在所述第一电极层(400)上依次沉积第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)；通过控制沉积时氧化剂的用量或控制氧化性气体氛围，控制所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)和所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)的含氧量均大于所述第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)的含氧量；在所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)上形成第二电极层(500)，制得电容结构。10.根据权利要求9所述的电容结构的制备方法，其特征在于，所述沉积为化学气相沉积，所述氧化剂为h2o、o2、o3、no2和空气中的一种或多种；或所述沉积为物理气相沉积，所述氧化性气体氛围中的氧化性气体为h2o、o2、o3、no2和空气中的一种或多种。11.根据权利要求9所述的电容结构的制备方法，其特征在于，所述在所述第一电极层(400)上依次沉积第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层
(200)和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)包括：在所述第一电极层(400)上沉积缓冲层，在所述缓冲层上依次形成第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层(100)、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层(200)和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)。12.根据权利要求9所述的电容结构的制备方法，其特征在于，所述衬底的材质为gaas、gan、ge、si中的一种。13.根据权利要求9所述的电容结构的制备方法，其特征在于，所述在所述第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层(300)上形成第二电极层(500)之后还包括：退火处理，所述退火处理的温度为400-800℃，时间为10-300s。14.一种铁电场效应晶体管，其特征在于，包括权利要求4-8任一项所述的电容结构。

技术总结
本发明公开了一种氧化铪基铁电薄膜、电容结构、晶体管及制备方法，氧化铪基铁电薄膜包括：依次层叠设置的第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层、第二掺杂氧化铪基铁电薄膜层和第三掺杂氧化铪基铁电薄膜层；所述第一掺杂氧化铪基铁电薄膜层的材质为：Hf


技术研发人员：周益春 包克瑜 曾斌建 廖佳佳 廖敏
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/9/2