金屬氮化物與鍺接觸特性研究.pdf

1、廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門(mén)大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為(硅基光電子材料與器件)課題(組)的研究成果，獲得(硅基光電子材料與器件)課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在(半導(dǎo)體光子學(xué)研究中心)實(shí)驗(yàn)室完成。聲明人(簽名)：關(guān)艨迂礎(chǔ)懺年Saf7日摘要鍺(Ge)材料因

2、其較高的載流子遷移率以及與硅工藝兼容的性質(zhì)成為下一代高性能集成電路半導(dǎo)體MOSFE器件溝道的首選替代材料。然而金屬／Ge接觸界面存在強(qiáng)烈的費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)，形成較高的接觸勢(shì)壘和較大的接觸電阻，影響了器件性能提升。因此，研究Ge費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)本質(zhì)，調(diào)制金屬／nGe的接觸勢(shì)壘高度，以及尋找獲得歐姆接觸的途徑具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文利用反應(yīng)磁控濺射的方法得到不同組分的WNx／nGe與TiN／nGe接觸材料，研究了金屬氮化物與nG

3、e接觸勢(shì)壘高度調(diào)制方法與機(jī)理，取得的主要成果如下：1通過(guò)反應(yīng)濺射方法制備TiN。薄膜電極，當(dāng)濺射時(shí)氮?dú)饬髁繛?sccm時(shí)，可形成組分為T(mén)iNol薄膜電極，而當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁吭黾又?sccm，薄膜中氮的組分增加為T(mén)iN。8。同樣利用改變氮?dú)獾姆謮旱姆椒ǎ覀優(yōu)R射制備了不同組分的WNx薄膜。2研究了以變組分金屬氮化物為電極調(diào)制與nGe接觸勢(shì)壘高度的方法和機(jī)理。電學(xué)測(cè)試表明，不論是TiN。／nGe或WNx／nGe接觸，其勢(shì)壘高度均隨著薄膜電極中N元

4、素的含量的增加而降低。當(dāng)TiN。與WNx中N元素的含量達(dá)到一定值時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)良好的歐姆接觸。其中，WNx／nGe接觸的比接觸電阻測(cè)試為31x10‘4釁cm。3從理論上分析和建立了界面偶極子模型，解釋了變組分金屬氮化物對(duì)與nGe接觸勢(shì)壘高度的調(diào)制機(jī)理：由于N、Ge電負(fù)性相差較大，金屬氮化物與Ge接觸界面存在的NGe鍵可視為由金屬氮化物方向指向Ge表面的電偶極子。這些偶極子形成偶極子層，通過(guò)附加電場(chǎng)改變接觸界面的能帶結(jié)構(gòu)，從而降低了金屬氮化