Al掺杂HfO2高k栅介质沉积后退火工艺研究

为满足集成电路发展需求,通过向Hf O2掺入Al元素形成Al掺杂的Hf O2新型高k材料,并在不同的环境和温度下进行退火,研究其电学特性的变化。通过对电学参数的分析,研究Al掺杂Hf O2材料体内正电荷缺陷、k值(晶相变化)、界面层厚度、栅漏电等的影响。最终,在N2环境中700℃退火条件下,Al掺杂Hf O2的电学特性达到最优,其EOT为0.88 nm、Vfb为0.46 V和Ig为2.19×10-4A/cm2。最优条件下的EOT(Equivalent Oxide Thickness)可以满足14/16(nm)器件的需要(EOT<1 nm),Ig比相同EOT的Hf O2材料小3个数量级。