本发明属于半导体器件制造技术领域，具体涉及一种基于氧化铪薄膜的稳定过渡族氧化物表面导电层的方法。
背景技术：
随着工业数字化、智能化发展，传感器在机械加工、温度监测、可穿戴设备和智慧交通中得到了广泛的应用。过渡族氧化物作为其中重要的敏感元件，一直以来都受到广泛的研究。过渡族氧化物本身是一种绝缘材料，具有钙钛矿型结构，通过表面改性可实现物理性能的调控，离子注入是表面改性常用的一种方法，通过离子轰击过渡族氧化物可以形成表面导电层，具有表面电导可控、迁移率高、操作简便等优点；在光电传感器、气体传感器、压电转换器，易失存储器和高电子迁移率晶体管器件等方面具有广泛运用。
采用离子轰击过渡族氧化物表面可形成特定表面电阻的导电层，但是表面导电层电阻随着时间变化持续增大，稳定性不足，严重影响器件应用。为了解决导电层稳定性问题，就需要在现有的基础上对器件结构进行进一步优化。表面钝化是一种可行的改善方法，能够防止表面污染，同时钝化表面较为活泼的悬挂键，提高器件的可靠性与稳定性。目前常用的表面钝化材料有氧化铝、氮化硅等，但是氮化硅会引起载流子迁移率的下降且介电常数较低，只有7左右；氧化铝的相对介电常数也很低仅为9左右，同样具有该问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种氧化铪薄膜稳定过渡族氧化物表面导电层的方法，采用表面钝化的方法解决了离子轰击过渡族氧化物表面导电层不稳定的技术问题，提高了表面导电层的稳定性。
为了实现上述发明目的，本方案采用的技术方案为：
一种氧化铪薄膜稳定过渡族氧化物表面导电层的方法，其特征在于，所述过渡族氧化物表面导电层上覆盖一层氧化铪薄膜、作为钝化层。
进一步的，所述氧化铪薄膜的厚度为100～150nm。
进一步的，所述氧化铪薄膜采用脉冲激光沉积技术制备，具体步骤如下：
在过渡族氧化物表面导电层上表面，采用氧化铪陶瓷作为靶材，调节脉冲激光频率为1～5hz、衬底温度为室温、氧气压强为5～10pa，沉积时间约为10～20分钟，制备得厚度为100～150nm氧化铪薄膜覆盖于过渡族氧化物表面导电层上表面。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种氧化铪薄膜稳定过渡族氧化物表面导电层的方法，氧化铪薄膜作为一种表面钝化材料，相比于其他材料具有宽的带隙(5.7ev)、更高的介电常数(约25)、较高的硬度和高的化学稳定性，有较好的热力学稳定性和良好的晶格匹配特性，对器件的保护性能好，能够大大提高过渡族氧化物表面导电层的稳定性；同时，本发明氧化铪薄膜采用脉冲激光沉积技术制备，制备工艺具有无污染、易控制，能够精确控制化学计量，工艺简单、灵活性大等优点。
附图说明
图1本发明实施例的结构示意图。
图2本发明实施例得到室温条件下钛酸锶表面导电层的稳定性图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
本实施例一种氧化铪薄膜稳定过渡族氧化物表面导电层的方法，其结构如图1所示，本实施例中以氧化铪陶瓷为靶材，以5mm*5mm、(100)晶向的单晶钛酸锶为衬底，具体步骤如下：
步骤1：用丙酮/酒精清洗5mm*5mm、(100)晶向的单晶钛酸锶为衬底待用；
步骤2：利用ar+轰击上述单晶钛酸锶衬底。将衬底固定在载物台，然后将腔体抽真空致3.0×10-4pa以下，再向腔体内通入纯氩气，使压强保持在2.0×10-2pa,待气压稳定后，调节轰击参数：束流电压参数值为300v，离子束电流参数值为10.0ma，加速电压参数值为60v；轰击时间为30分钟制备出钛酸锶表面导电层；
步骤3：利用脉冲激光沉积技术制备薄膜：在步骤2的表面导电层正上方采用脉冲激光沉积技术沉积氧化铪薄膜；
具体过程为：首先在脉冲激光薄膜沉积系统的腔室内将氧化铪靶材(直径为25mm,厚度为5mm,纯度为99.99％)固定在靶台上，并将经ar+轰击后的钛酸锶固定在衬底台上；将该腔室抽真空至3.0×10-4pa以下，然后向腔室内通入纯氧气，使氧气压强保持在8pa，待气压稳定后，启动krf准分子激光器(波长为248nm)，将激光束聚集到靶材上，开始沉积薄膜；脉冲激光频率为2赫兹；衬底温度为室温，沉积氧化铪的厚度为～100nm；
步骤4：采用磁控溅射制备测试电极ti/pt：通过光刻、显影、金属化(磁控溅射)等工艺制备出ti(10nm)/pt(50nm)电极；所述电极是用于测试上述表面导电层电阻，其中ti作为过渡族氧化物和金属pt之间的缓冲层，增强金属pt的附着力。
如图2所示上述实施例得到的室温条件下钛酸锶表面导电层的稳定性图，由图可见，没有hfo2钝化层做保护层，钛酸锶的表面导电层电阻随时间的增大线性增加，在t＝100h时电阻大约是初始电阻的3倍，并且程持续上升的趋势；经衬氧化铪薄膜保护后，钛酸锶表面导电层电阻随着时间的变化率在3％以内；由此可见，氧化铪薄膜稳定钛锶表面导电层电组效果明显。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。