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1、隨著微電子工業(yè)遵循摩爾定律的不斷發(fā)展,集成電路集成度不斷提高,器件尺寸不斷縮小,在這種趨勢(shì)下,先前使用的傳統(tǒng)高K柵介質(zhì)SiO2層會(huì)減小到原子尺寸,漏流會(huì)急劇增加,從而導(dǎo)致器件失效。選擇高K新柵介質(zhì)材料代替SiO2成為目前急需解決的問(wèn)題。通過(guò)不斷實(shí)驗(yàn)和探索發(fā)現(xiàn),鉿基高介電柵極材料具有較高的介電常數(shù)和結(jié)晶溫度,穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及較小的漏電流和及頻散依賴,并且與硅襯底有優(yōu)越的界面特性。HfTiO,HfLaOx,HfAlOx,HfSiOx, H
2、fON,HfTiON,HfGdO等高K柵介質(zhì)由于其獨(dú)特的物性而受到微電子界的青睞,其中,TiO2摻雜的HfO2柵介質(zhì)薄膜成為研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。因?yàn)門(mén)iO2具有很高的介電常數(shù)(~80),所以TiO2的摻入能夠顯著地減小薄膜的等效氧化層厚度(EOT),有效的抑制漏電流?;谠摫尘?,我們圍繞鉿基高介電柵介質(zhì)材料的光學(xué)、電學(xué)及界面特性開(kāi)展了系統(tǒng)的研究。主要的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新主要如下:
一、研究了不同濃度的TiO2摻雜對(duì)鉿基高介電柵介質(zhì)材
3、料的的光學(xué),電學(xué)以及微觀結(jié)構(gòu)的影響,并獲取了最佳TiO2摻雜濃度。
二、研究了退火溫度對(duì)HfTiO薄膜電學(xué)特性的影響,探究了高K柵介質(zhì)中漏電流的主要導(dǎo)通機(jī)理。結(jié)果表明樣品在400℃退火可以得到較少的電荷缺陷并且能夠顯著地降低柵極漏流的產(chǎn)生。
三、研究了Ti、N共摻對(duì)鉿基柵介質(zhì)薄膜的結(jié)晶溫度、界面特性的調(diào)控。結(jié)果表明摻N有效提升了薄膜結(jié)晶溫度,抑制了缺陷產(chǎn)生和界面層的生長(zhǎng)。
四、研究了HfTiO-HfGdO和
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