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高k柵介質薄膜材料研究進展
金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET),要求其器件特征尺寸越來越小,當光刻線寬小于100nm尺度范圍后,柵介質氧化物層厚度開始逐漸接近(1～1.5)nm,這時電子的直接隧穿而導致柵極漏電流隨柵氧化層厚度的下降而指數上升,此外,當柵氧化層薄到一定程度后,其可靠性問題,尤其是與時間相關的擊穿及柵電極中的雜質向襯底的擴散等問題,將嚴重影響器件的穩定性和可靠性.因此需要尋找一種具有高介電常數的新型柵介質材料來替代SiO2,在對溝道具有相同控制能力的條件下(柵極電容相等),利用具有高介電常數的介質材料(一般稱為高k材料)作為柵介質層可以增加介質層的物理厚度,這將有效減少穿過柵介質層的直接隧穿電流,并提高柵介質的可靠性.本文介紹了高k柵介質薄膜材料的制備方法,綜述了高k柵介質薄膜材料研究的應用要求及其研究發展動態.
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