金属栅极功函数调控及其与高介电HfO2栅介质界面相互作用研究

CMOS器件特征尺寸的不断降低将需要在高介电栅介质上引入金属栅极材料以消除传统多晶硅的耗尽效应和硼扩散等问题。申请者拟在前期高介电HfO2栅介质研究基础上，继续深入探索与之匹配的金属栅极材料选择问题。本项目将采用共溅射方法在HfO2上沉积金属合金栅极，利用电子能谱技术研究合金化学组成、真空中功函数和栅极与HfO2界面相互作用规律，结合电学特性表征阐明HfO2上金属栅极有效功函数与其界面性质关系，同时结合栅极/HfO2界面和相应MOS结构热稳定性研究，最终获得与HfO2匹配的p-MOS和n-MOS金属栅极材料。本项目的创新和特色在于利用现代表面分析技术深入认知金属栅极功函数及其与HfO2界面状态的内在联系，从而阐明CMOS结构微型化中的构效关系。通过本项目研究将有助于推进集成电路的微型实用化，同时也将为深入理解金属/氧化物界面行为规律提供实验和科学理论依据。