高介電常數(shù)薄膜的制備及性能研究.pdf

1、摘要廠／I隨著大規(guī)模集成電路的集成度不斷提高，通常以Si02作為MOS結構的柵極絕緣介質材料，但由于其介電常數(shù)低(36左右)等原因從而難以應用到更高集成度的電路中。因此，自從八十年代中期以來，人們就開始研究高電介質材料替代Si02作為MOS結構的柵極絕緣介質材料，來滿足器件微型化，電路集成度驟增的趨勢的要求。鈣鈦礦類材料和簡單金屬氧化物類材料在半導體領域有著廣泛的應用，它們之中有許多是優(yōu)良的電介質材料并且具有較高的介電常數(shù)。屬于鈣鈦礦類

2、材料的Bi2Ti207薄膜和屬于簡單金屬氧化物類材料的Ti02薄膜是制作動態(tài)隨柵極材料的兩種主要候選材料。器中電容介質和絕緣柵場效應管本文采用化學溶液分解法(CSD)，以硝酸鉍、硝酸鑭和鈦酸四丁酯為原料制備了摻鑭的Bi2Ti207薄膜。希望通過摻鑭進一步改進Bi2Ti207薄膜的質量。研究了退火溫度、退火時間和鑭摻雜濃度對薄膜結晶、表面形貌和物理性能的影響。采用金屬有機化合物氣相沉積(MOCVD)法制備了Ti02薄膜，研究了退火溫度、退

3、火時間對薄膜結晶性、表面形貌和電學性質的影響。最后對反應離子刻蝕技術刻蝕Bi2Ti207和Ti02薄膜的刻蝕速率等問題進行了初步研究。／本論文主要結論如下：(、ICSD法制備摻鑭Bi2Ti207電介質薄膜的研究經(jīng)低溫預處理的薄膜在退火后其XRD衍射圖衍射背底也較低。在退火溫度為600℃，退火時間為10min的條件下?lián)借|Bi2Ti207薄膜的結晶性較好?！觥畉3使用反應離子刻蝕(RIE)技術對Bi2Ti207薄膜材料和Ti02薄膜材料刻蝕

4、的初步研究確定了一定刻蝕條件下薄膜的刻蝕速度。例如，在SF6的流量為30sccm，RF輸出功率為200W的條件下，Bi2Ti207薄膜材料的刻蝕速率為1150A／min：在SF6的流量為30sccm，RF輸出功率為30W的條件下，Ti02薄膜材料的刻蝕速率為306A／rain。用sF6氣伴刻蝕Ti02薄膜得到的表面干凈，均勻，因此適用于刻蝕Ti02薄膜。yV，v。／關鍵詞：化學溶液分解法，Bij喻7，金屬有杭化合物氣相沉積法，Ti02，