ALD方法制備的超薄HfO-,2-材料的電學(xué)特性.pdf

1、CMOS器件按比例縮小要求SiO2絕緣層厚度越來越小，導(dǎo)致柵極漏電流急劇增加，器件的可靠性下降。高介電常數(shù)柵介質(zhì)二氧化鉿（HfO2）的應(yīng)用可以解決SiO2作為柵介質(zhì)所面臨的問題，本文將討論HfO2做為柵介質(zhì)的可靠性問題。 本論文首先介紹了原子層淀積（ALD）工藝的原理和特點，利用該工藝可以淀積出高質(zhì)量HfO2薄膜介質(zhì)。接著討論了MOS電容結(jié)構(gòu)的理想和實際C-V特性，分析氧化層中存在的各種電荷和缺陷，以及金屬半導(dǎo)體功函數(shù)差，對MO

2、S結(jié)構(gòu)的實際C-V特性的影響；討論了超薄氧化層的漏電流傳導(dǎo)機制。針對汞探針在測量C-V特性的過程中存在的頻率色散問題，采用了新的模型。在該模型中加入汞探針與HfO2薄膜之間的界面效應(yīng)參數(shù)，并且給出了各模型中各參數(shù)的提取方法。利用該模型修正下的實驗曲線，消除了頻率色散。最后，使用該方法對HfO2介質(zhì)薄膜的特性進(jìn)一步進(jìn)行研究：中間SiO2層、高溫退火的影響、多晶硅柵淀積前后介質(zhì)特性等。 最后，在實驗室條件下制備出不同等效氧化層厚度（