下一代MOSFET用HfO-,2-高介電常數(shù)柵介質(zhì)薄膜的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、伴隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，CMOS器件的集成度越來(lái)越高，使得晶體管的特征尺寸越來(lái)越小。隨著晶體管尺寸的減小，介質(zhì)層正在以超摩爾定律的速度減薄并接近其物理極限。許多尖銳的問(wèn)題包括隧穿漏電流所帶來(lái)的功耗激增、載流子遷移率的降低使繼續(xù)使用傳統(tǒng)的SiO2做下一代MOSFET的柵介質(zhì)已經(jīng)成為不可能。高介電常數(shù)材料由于其在能夠保持等效氧化層厚度不變的情況下，增加?xùn)沤橘|(zhì)層的物理厚度，從而大大減小直接隧穿效應(yīng)和提高柵介質(zhì)承受電場(chǎng)的強(qiáng)度成為近些年來(lái)研究

2、的熱點(diǎn)。在眾多High-K材料中，HfO2以其相對(duì)高的介電常數(shù)(k～25)，寬禁帶寬度(>5電子伏特)，好的熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性而成為人們公認(rèn)最有希望取代SiO2的材料。
　　 本文采用脈沖激光沉積制備了具有低粗糙度(均方根粗糙度小于0.5 nm)、合適介電常數(shù)(k～27)和低漏電流的HfO2柵介質(zhì)薄膜及其MOS器件。系統(tǒng)地研究了不同的退火條件對(duì)HfO2薄膜的物理、電學(xué)性能的影響。采用N2退火有效地消除了HfO2/Si之間的界

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