鉿基高介電常數(shù)柵介質(zhì)薄膜的制備及其物性研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日新月異，MOSFET的特征尺寸不斷縮小，柵介質(zhì)等效氧化物層厚度已縮小至納米量級(jí)，這時(shí)電子的直接隧穿效應(yīng)加劇，嚴(yán)重影響器件的穩(wěn)定性和可靠性，因此需要尋找新型high-k柵介質(zhì)材料來(lái)替代傳統(tǒng)的SiO2柵極材料。通過(guò)對(duì)物性的綜合分析，本文選取了具有高化學(xué)穩(wěn)定性和中等介電常數(shù)的鉿基高介電柵介質(zhì)薄膜為研究對(duì)象，圍繞新柵極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、缺陷評(píng)價(jià)、界面結(jié)構(gòu)及提高晶化溫度等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行超薄膜材料制備方法和微結(jié)構(gòu)的探索。主要研究?jī)?nèi)容

2、和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 ⑴研制了一臺(tái)直流和射頻磁控濺射相結(jié)合的多功能等離子體化學(xué)氣相淀積設(shè)備，發(fā)展了摻N技術(shù)和Al2O3-HfO2復(fù)合薄膜的制備技術(shù)，在襯底上合成了多種Hf基高介電超薄膜體系，為研究上述關(guān)鍵問(wèn)題奠定了材料基礎(chǔ)。
　　 ⑵發(fā)現(xiàn)N摻雜有利于提高薄膜的晶化溫度、抑制界面層生長(zhǎng)、減少缺陷的作用，還可以利用N摻雜來(lái)調(diào)控HfO2薄膜的能隙。
　　 ⑶利用磁控濺射法獲得了HfO2-Al2O3層狀復(fù)合柵介電薄膜，研