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高k柵介質(zhì)薄膜材料研究進(jìn)展
金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET),要求其器件特征尺寸越來越小,當(dāng)光刻線寬小于100nm尺度范圍后,柵介質(zhì)氧化物層厚度開始逐漸接近(1～1.5)nm,這時(shí)電子的直接隧穿而導(dǎo)致柵極漏電流隨柵氧化層厚度的下降而指數(shù)上升,此外,當(dāng)柵氧化層薄到一定程度后,其可靠性問題,尤其是與時(shí)間相關(guān)的擊穿及柵電極中的雜質(zhì)向襯底的擴(kuò)散等問題,將嚴(yán)重影響器件的穩(wěn)定性和可靠性.因此需要尋找一種具有高介電常數(shù)的新型柵介質(zhì)材料來替代SiO2,在對(duì)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(shù)的介質(zhì)材料(一般稱為高k材料)作為柵介質(zhì)層可以增加介質(zhì)層的物理厚度,這將有效減少穿過柵介質(zhì)層的直接隧穿電流,并提高柵介質(zhì)的可靠性.本文介紹了高k柵介質(zhì)薄膜材料的制備方法,綜述了高k柵介質(zhì)薄膜材料研究的應(yīng)用要求及其研究發(fā)展動(dòng)態(tài).
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