非晶稀土氧化物高k栅介质材料的制备及物理特性研究

随着微电子技术的飞速发展，半导体器件的特征尺寸按摩尔定律不断缩小，传统的SiO2栅介质已经无法满足MOSFET器件的要求。因此，寻找高性能的高介电常数（k）栅介质替代传统的SiO2栅介质，已成为国际前沿性的热门研究课题之一。本项目将通过MBE和溅射系统制备出具有良好物理特性的非晶Tm2O3和Er2O3等稀土氧化物高k栅介质薄膜，系统地开展非晶Tm2O3和Er2O3等高k栅介质薄膜的生长、结构和物理特性以及高k稀土氧化物漏电流产生机制、高k栅介质频散问题的研究。希望能寻找出材料生长及后处理条件与工艺、微结构、热稳定性、物理特性之间的关系与规律；提出稀土氧化物高k栅介质材料漏电流产生机制及界面态密度增加的主要原因。利用XPS测试计算出Tm2O3/Si的能带结构及基本弄清高k栅介质材料的频散机制。为替代SiO2的芯片制造工艺提供优异的候选材料及理论指导。