本文選題：鉿基高介電柵介質 + 磁控濺射�。� 參考：《安徽大學》2016年碩士論文

【摘要】：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,在這種趨勢下,先前使用的傳統(tǒng)高K柵介質SiO2層會減小到原子尺寸,漏流會急劇增加,從而導致器件失效。選澤高K新柵介質材料代替SiO2成為目前急需解決的問題。通過不斷實驗和探索發(fā)現(xiàn),鉿基高介電柵極材料具有較高的介電常數和結晶溫度,穩(wěn)定的內部結構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, HfON, HfTiON, HfGdO等高K柵介質由于其獨特的物性而受到微電子界的青睞,其中,TiO2摻雜的HfO2柵介質薄膜成為研究的熱點和重點。因為TiO2具有很高的介電常數(～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材料的光學、電學及界面特性開展了系統(tǒng)的研究。主要的研究內容和創(chuàng)新主要如下：一、研究了不同濃度的TiO2摻雜對鉿基高介電柵介質材料的的光學,電學以及微觀結構的影響,并獲取了最佳TiO2摻雜濃度。二、研究了退火溫度對HfTiO薄膜電學特性的影響,探究了高K柵介質中漏電流的主要導通機理。結果表明樣品在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生。三、研究了Ti、N共摻對鉿基柵介質薄膜的結晶溫度、界面特性的調控。結果表明摻N有效提升了薄膜結晶溫度,抑制了缺陷產生和界面層的生長。四、研究了HfTiO-HfGdO 和 HfGdO-HfTiO不同疊層柵的界面和電學特性,結果表明Al/HfGdO-HfTiO/Si具有更優(yōu)異的電學性能,更能抑制硅酸鹽的生成。
[Abstract]:With the continuous development of Moore's law in microelectronics industry, the integration degree of integrated circuits is increasing and the size of the device is shrinking. In this trend, the SiO2 layer of the traditional high K gate medium will be reduced to the size of the atom, and the leakage will increase rapidly, which leads to the loss of the device. Through continuous experiments and exploration, it is found that the HF based high dielectric gate material has high dielectric constant and crystallization temperature, stable internal structure, smaller leakage current and frequency dispersion dependence, and the high interface properties of.HfTiO, HfLaOx, HfAlOx, HfSiOx, HfON, HfTiON, HfGdO and other high K gate medium with the silicon substrate are superior to the silicon substrate. TiO2 doped HfO2 gate dielectric thin film has become the focus and focus of the microelectronic field for its unique physical properties. Because TiO2 has a high dielectric constant (~ 80), the incorporation of TiO2 can significantly reduce the equivalent oxide layer thickness (EOT) of the film and effectively inhibit the leakage current. Based on this background, we revolve around hafnium The main research content and innovation are as follows: first, the effects of TiO2 doping on the optical, electrical and microstructure of HF based high dielectric dielectric materials are studied, and the best TiO2 doping concentration is obtained. Two. The effect of fire temperature on the electrical properties of HfTiO thin film is studied. The main conduction mechanism of leakage current in high K gate medium is explored. The results show that the sample can get less charge defects at 400 C and can significantly reduce the generation of gate leakage. Three, the crystallization temperature and interfacial properties of Ti and N Co doped with hafnium based gate dielectric thin film are studied. The results show that the doping of N effectively improves the crystallization temperature of the film, inhibits the formation of defects and the growth of the interface layer. Four, the interface and electrical properties of different cascades of HfTiO-HfGdO and HfGdO-HfTiO have been studied. The results show that Al/HfGdO-HfTiO/Si has more excellent electrical properties and more inhibits the formation of silicate.
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN386

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本文編號：1918482