溅射功率对HfO2薄膜结构及电学性能的影响

采用射频磁控溅射法分别在不同溅射功率下制备了Hf O2薄膜,基于该组薄膜实现了金属-绝缘体-金属(MIM)电容器原型器件。采用Raman、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱学(XPS)和电学测试仪等分析手段,研究了溅射功率对薄膜微结构和电学特性的影响。测试结果表明,随着溅射功率的增加,HfO_2薄膜由无定形态向单斜晶相转化、颗粒尺寸逐渐增大、Hf—O键结合度增强,由于提高溅射功率导致了薄膜晶化、团簇和Hf—O结合能减小,使MIM电容器击穿电压降低,漏电流呈现先降后增。结果表明溅射功率为150 W时,HfO_2薄膜获得较好的电学性能。

三维硅基电容器W薄膜电极特性及影响

设计了一种三维（3D）硅基电容器,采用原子层沉积（ALD）技术制备了钨（W）薄膜电极。通过X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电学分析仪对薄膜进行表征,研究了W薄膜电学性能的影响因素和作用机制。XPS测试结果表明,W薄膜组分主要为W—W键金属态,测得其电阻率为77μΩ·cm,达到现有技术水平。由晶相分析可知,原子层沉积W薄膜是多晶相,且两端电极薄膜中均存在α-W和β-W两种晶相,其中,β-W相是导致电阻率升高的主要因素。最后,对电容器进行了C-V和I-V测试,结果表明,对于3D电容器,所制备的W薄膜电极具有良好的电学性能。

原子层沉积制备TiN薄膜对三维MIM电容器的影响

基于原子层沉积技术和高深宽比硅微基础结构,分别选用W、TiN和Al_2O_3作为电极层、缓冲层和介质层,实现了两种三维MIM电容器.采用SEM、XRD、XPS和电学测试仪等分析手段,重点研究原子层沉积技术所制备的TiN薄膜特性及其对MIM电容器的影响.结果表明:无定型TiN薄膜具有良好的化学计量比和导电特性,其应力缓冲作用增加了电容器金属与介质层间的粘附性,且提高电容器容值达8.3%.