高介电常数的栅极电介质LaAlO_3薄膜的性能研究

在室温下,采用射频磁控溅射法在Si衬底上制备了具有高介电常数的LaAlO3薄膜,这是一种新的栅极电介质材料.在高纯O2中经过15min650℃的高温退火后LaAlO3薄膜仍然不晶化,这种热稳定性有利于减小薄膜的漏电流.本工作研究了LaAlO3薄膜的介电性能,其电容等效氧化物厚度为2.33nm,在外加偏压±1V处的漏电流很低,分别为3.73mA/cm2(+1V处)和5.32×10-4mA/cm2(-1V处),两者相差四个数量级.此结果表明,Pt/LaAlO3/Si结构具有良好的单向导电性能. C-V曲线的滞后电压VH=0.09V,界面态密度的值约为8.35×1011cm-2.研究结果表明,在今后的半导体器件的甚大规模集成(ULSI)中,具有高介电常数的LaAlO3薄膜将会是一种极有希望的栅极电介质材料.

高K栅介质研究进展

介绍了国内外对高K栅极介质的研究现状。分析了适合用于作为栅极介质的高介电常数材料的种类,用于制备高K薄膜的方法。

高介电常数栅介质材料研究动态

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。SiO2作为MOSFET的栅介质材料已不能满足技术发展的需求。为此,应用于下一代MOSFET的高介电常数栅介质材料已成为当今微电子材料的研究热点。文章介绍了高k材料抑制隧穿效应影响的原理及其应当满足的各项性能指标,并对其研究动态和存在的问题进行了阐述,指出了最有可能成为下一代MOSFET栅介质的几种高k材料。

TiO_2薄膜的MOCVD法制备及其退火条件的研究

用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)法在n-Si(100)单晶衬底上制备了TiO2薄膜;利用X-射线衍射技术研究了不同条件下退火的TiO2薄膜的结晶性;通过测量C-V曲线和BT实验分别研究了TiO2/Si系统的固定电荷密度和薄膜中的可动电荷密度。实验结果表明,只有在一定的退火温度下薄膜才有较好的结晶性。在退火温度为850°C、退火时间为30min时,可得到完全为金红石相的TiO2薄膜,其固定电荷密度的数量级为1011/cm2,可动电荷密度在(3～4)×1011/cm2,电荷极性为正。

呼之欲出的新一代MOS栅极电介质材料

传统的SiO2 栅极电介质材料无法克服MOS器件特征尺度缩小带来的量子隧穿效应的影响 .作为进一步提高微电子器件集成度的途径 ,利用新一代具有高介电常数的栅极电介质材料取代SiO2 的研究工作已经展开 .文中介绍了此类材料抑制隧穿效应影响的原理和其应当满足的各项性能指标 .并对目前几种主要的研究方案 ,如几种高介电常数金属氧化物、硅酸盐及其迭层结构的研究状况和优缺点给予了简要评述 .

金属氧化物与现代微电子学——过渡金属前体化合物及转化为材料的化学过程（英文）

金属氧化物薄膜如HfO_2(被称为高k电介质)是现代微电子器件的关键组件,广泛用于计算机(平板电脑,笔记本电脑和台式机)、智能电话、智能电视、汽车和医疗设备中。具有大介电常数(k)的金属氧化物已经取代了介电常数小的SiO_2(k=3.9),从而使得微电子元件进一步小型化。过渡金属化合物在化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)中被广泛用作前体,通过与O2、H_2O或O_3的反应生成金属氧化物薄膜。微电子金属氧化物膜是纳米材料最广泛应用的一个领域。本文概观该领域的最新进展,包括我们对d0过渡金属配合物与O_2反应的研究。

集成10亿晶体管的IC问世在即

当前，1亿晶体管的集成电路已经面市，如加拿大ATI科技公司的Radeon9700图像处理器，美国Rival Nvidia公司的NV30处理器都是超过1亿晶体管的集成电路。Intel公司也准备将Pentium处理器换代至Itanium处理器，同样集成近1亿晶体管。

低功耗高迁移率有机单晶场效应晶体管

不断发展的柔性电子产品需要开发兼具高迁移率和低功率的有机场效应晶体管(OFET),这对于新兴的显示器、传感器和标签科技都至关重要.在众多材料中,聚合物栅极电介质和二维有机晶体为构建高性能OFET提供了本征柔性和天然的相容性,但是,两者的结合仍然缺少无杂质、无损伤的构筑策略.在此,我们通过一种无损转移技术将二维有机二萘并[2,3-b:2′,3′-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(DNTT)单晶转移到一种独特的聚合物介电层(聚酰胺酸(PAA))上,构筑了一个理想的OFET体系.得益于PAA表面独特的纳米结构和二维有机单晶的长程有序特性,所得的OFET器件表现出优异的性能,包括18.7 cm^(2)V^(−1)s^(−1)的最高迁移率和−3 V的低工作电压.这些结果说明将聚合物栅极介电层与二维有机单晶高质量结合是构筑高性能柔性电子器件的理想途径.