冯丽萍
,
刘正堂
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2008.02.002
在室温下,采用射频磁控溅射法在p 型Si(111)衬底上制备了HfSiON高k栅介质薄膜.用X射线光电子能谱(XPS)分析了HfSiON薄膜的成分,用掠入射X射线衍射(XRD)检测了薄膜的结构,用高分辨率扫描电子显微镜(HRSEM)、原子力显微镜(AFM)观察了薄膜断面和表面形貌.XRD谱显示,HfSiON薄膜经900℃高温退火处理后仍为非晶态.HRSEM断面和AFM形貌像显示所制备的薄膜具有非常平整的表面,表明薄膜具有优良的热稳定性.电学测试表明,HfSiON薄膜具有较好的介电特性,其介电常数较高为18.9,漏电流密度较低在+1.5V为2.5×10-7 A/cm2.这些特性表明HfSiON薄膜是一种很有希望替代SiO2的新型高k栅介质材料,同时也表明射频磁控溅射法是一种制备HfSiON新型高k栅介质薄膜的有效方法.
关键词:
射频磁控溅射
,
HfSiON薄膜
,
高k
,
栅介质
冯丽萍
,
刘正堂
,
田浩
稀有金属材料与工程
为了替代传统的SiO2栅介质,利用射频反应溅射法在Si衬底上制备了新型HfSiON薄膜.研究了HfSiON薄膜的成分、结构和介电性能.由XRD图谱可知,HfSiON薄膜经900℃高温退火处理后仍为非晶态,显示出良好的熟稳定性.MOS电容的高频C-V曲线测量显示,HfSiON薄膜具有较好的介电特性,其介电常数可达到18.9,电容等效氧化层厚度为4.5 nm.I-V测量结果表明,HfSiON薄膜的漏电流密度很低,在外加偏压(Vg)为±1.5 V处的漏电流密度分别为3.5×10-7A/cm2(+1.5 V)和1.5×10-6A/cm2(-1.5 V).研究表明,HfSiON薄膜将会是一种很有希望取代SiO2的新型高k栅介质材料.
关键词:
高k栅介质
,
HfSiON薄膜
,
射频反应溅射
