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当前位置:教育论文中心首页--博士论文--先进CMOS高k栅介质的实验与理论研究
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先进CMOS高k栅介质的实验与理论研究
 
     论文目录
 
摘要第1-12页
Abstract第12-15页
第一章 绪论第15-32页
   ·引言第15-16页
   ·SiO_2栅氧化层厚度无法减薄的解决方案第16-17页
   ·引入高介电常数介质的常规要求第17-19页
   ·几种高k栅介质的特性第19-21页
     ·三氧化二铝(Al_2O_3)第19页
       ·Al_2O_3作为High-k栅介质的优点:第19页
       ·Al_2O_3作为High-k栅介质的缺点:第19页
     ·铪基高介电常数介质第19-20页
       ·Hf基高介电常数介质的优点:第20页
       ·Hf基High-k介质的缺点:第20页
     ·La系High-k介质第20-21页
       ·La系High-k介质的优点第20-21页
       ·La系High-k介质的缺点第21页
   ·目前高k栅介质应用中存在的问题第21-22页
     ·High-k组分与介电常数,热稳定性和禁带宽度的综合考虑第21页
     ·High-k/Si结构的界面品质的提高第21-22页
     ·新型金属栅在High-k介质上的功函数漂移的问题第22页
     ·High-k介质造成的衬底迁移率退化的问题第22页
   ·高k栅介质的制备工艺第22-24页
     ·原子层淀积(ALD)第23页
     ·分子束外延法(MBE)第23页
     ·化学气相淀积(CVD)第23页
     ·物理气相淀积(PVD)第23-24页
     ·脉冲激光沉积法(PLD)第24页
   ·高k栅介质随集成电路技术节点的发展趋势第24-25页
   ·本文研究的目的和主要内容第25-26页
   ·参考文献第26-32页
第二章 单晶Gd_2O_3和Nd_2O_3高k栅介质的制备、工艺优化和性能表征第32-60页
   ·引言第32页
   ·La系氧化物在Si衬底上外延的生长分析第32-34页
   ·样品制备和实验方法第34-36页
     ·实验设备第34-35页
     ·样品制备和测试方法第35-36页
   ·初淀积单晶Gd_2O_3介质的结构和电学特性分析第36-42页
     ·初淀积单晶Gd_2O_3的结构分析第36-37页
     ·初淀积单晶Gd_2O_3的电学特性分析第37-42页
       ·初淀积单晶Gd_2O_3的C-V特性曲线分析第37-40页
       ·初淀积Gd_2O_3/Si(100)结构的界面态密度分析第40-42页
     ·初淀积单晶Gd_2O_3电学特性的讨论第42页
   ·Gd_2O_3基MOS结构制备工艺的优化第42-45页
   ·优化工艺后Gd_2O_3基MOS结构的电学特性分析第45-51页
     ·经过工艺优化的W/Gd_2O_3/Si(100)结构的C-V特性曲线分析第45-47页
     ·经过工艺优化的W/Gd_2O_3/Si(100)结构的界面态密度分析第47-48页
     ·经过工艺优化的W/Gd_2O_3/Si(100)结构的栅极漏电流分析第48-49页
     ·经过工艺优化的Pt/Gd_2O_3/Si(100)结构的C-V特性曲线分析第49-51页
   ·单晶栅介质/Si近界面氧化层缺陷(NIOT)的测定第51-54页
     ·近界面氧化层缺陷第51页
     ·NIOT的观测第51-52页
     ·NIOT的定量分析第52-53页
     ·NIOT计算方法的验证第53-54页
   ·本章结论第54-55页
   ·参考文献第55-60页
第三章 原子层淀积Al_2O_3、HfO_2和Hf_xAl_yO_z栅介质研究第60-85页
   ·引言第60-61页
   ·原子层淀积几种高k栅介质第61-62页
   ·实验过程和样品制备第62-66页
     ·实验设备第62-63页
     ·反应源的选择第63-64页
     ·Al_2O_3和HfO_2薄膜的原子层淀积第64-65页
       ·原子层淀积Al_2O_3第64-65页
       ·原子层淀积HfO_2第65页
     ·薄膜成分XPS分析第65-66页
   ·GaAs上原子层淀积Al_2O_3栅介质第66-75页
     ·热氮化Sulfurated-GaAs表面的工艺步骤第67页
     ·Al/Al_2O_3/GaAs(100)MOS结构的电学表征第67-71页
       ·Al/Al_2O_3/GaAs(100)MOS结构的C-V特性曲线分析第67-70页
       ·Al/Al_2O_3/GaAs MOS结构的界面态密度分析第70-71页
     ·积累电容密度上升的机理第71-75页
   ·Si衬底上生长的Hf_xAl_yO_z薄膜第75-79页
     ·实验样品的制备第75页
     ·样品组分的XPS分析第75-76页
     ·Al/HfAlO_(3.5)/Si(100)MOS结构的电学特性分析第76-79页
       ·Al/HfAlO_(3.5)/Si(100)MOS结构的C-V特性曲线分析第76-78页
       ·Al/HfAlO_(3.5)/Si(100)MOS电容的界面态分析第78-79页
   ·本章结论第79-80页
   ·参考文献第80-85页
第四章 铪基高k栅介质中的本征点缺陷及其钝化第85-110页
   ·引言第85页
   ·理论计算方法第85-89页
     ·密度泛函理论第85-86页
     ·交换相关泛函的选取第86-87页
     ·VASP的介绍第87-88页
     ·本文第一性原理计算的架构第88-89页
   ·HfO_2栅介质中的氧空位对能带结构的影响第89-91页
     ·HfO_2栅介质的原子结构和能带第89-90页
     ·HfO_2高k栅介质中氧空位对能带和性能的影响第90-91页
       ·V_3氧空位对HfO_2能带结构的影响第90页
       ·V_4氧空位对HfO_2能带结构的影响第90-91页
       ·氧空位对HfO_2 MOS结构漏电流的影响第91页
   ·氟对HfO_2中氧空位的钝化作用第91-95页
     ·氟对HfO_2氧空位钝化的原子结构模型第92-93页
     ·氟钝化作用的态密度解释第93-95页
   ·氟对HfSiO_4和HfO_2中氧空位钝化作用的比较研究:第95-98页
     ·F对HfSiO_4氧空位钝化的原子结构模型第95-96页
     ·F离子钝化作用的态密度解释第96-98页
   ·氟和氮对HfSiO_4中O空位钝化作用的比较研究:第98-105页
     ·第一性原理计算方法的改进第98-99页
     ·体系的能带匹配第99页
     ·氟和氮在HfSiO_4氧空位带电态随体系费米能级的变化第99-101页
     ·在各个费米能级下稳定带电态的原子结构图第101-102页
     ·HfSiO_4介质氧空位中的氟对MOS结构平带电压和电压滞回的影响第102-103页
     ·氟和氮对MOS结构栅极漏电流的影响第103-105页
   ·本章结论第105-106页
   ·参考文献第106-110页
第五章 Cl、Ge和B杂质对铪基高k栅介质电学特性的退化机理研究第110-144页
   ·引言第110页
   ·原子层淀积工艺中残留氯离子对铪基栅介质电学特性的影响第110-124页
     ·HfO_2栅介质中氯残留的原子结构计算模型第111页
     ·氯残留对HfO_2电学特性影响的讨论第111-118页
       ·体系的能带匹配第111-112页
         ·Cl残留带电态随体系费米能级的变化分析第112-113页
       ·各个稳定带电态的原子结构图第113-115页
       ·Cl残留对体系在MOS结构平带电压和电压滞回影响的讨论第115-116页
       ·Cl残留对MOS结构栅极漏电流的影响第116-118页
     ·氯残留对HfSiO_4影响的计算模型第118页
     ·氯残留对HfSiO_4电学特性影响的讨论第118-124页
       ·Cl残留带电态随体系费米能级的变化分析第118-119页
       ·各个稳定带电态的原子结构图第119-121页
       ·Cl残留对体系在MOS结构平带电压和电压滞回影响的讨论第121-122页
       ·Cl残留对MOS结构栅极漏电流的影响第122-124页
   ·锗衬底原子外扩对铪基栅介质电学特性的影响第124-133页
     ·锗衬底原子外扩的计算模型第125页
     ·锗衬底原子外扩对铪基栅介质的电学影响讨论第125-133页
       ·体系的能带匹配第125-126页
       ·Ge缺陷带电态随体系费米能级的变化分析第126-128页
       ·三种Ge缺陷在HfO_2/金属栅界面对MOS结构电学特性影响的讨论第128-130页
       ·三种Ge缺陷在HfO_2/Ge界面对MOS结构电学特性影响的讨论第130-133页
   ·硼杂质对基于HfO_2高k栅介质的pMOSFET器件阈值电压的影响第133-137页
     ·硼穿通在HfO_2介质中的原子结构计算模型第133页
     ·硼穿通对HfO_2基pMOSFET阈值电压影响的机理探讨第133-137页
       ·体系的能带匹配第133-134页
       ·硼缺陷带电态随体系费米能级的变化分析第134-135页
       ·硼缺陷影响pMOSFET阈值电压机理的探讨第135-136页
       ·硼缺陷对HfO_2基MOS结构栅极漏电流的影响第136-137页
   ·本章结论第137-139页
   ·参考文献第139-144页
第六章 全文结论第144-147页
攻读博士学位期间发表和待发表的论文第147-151页
 1.纳米CMOS先进栅介质论文第147-149页
 2.铜互连论文第149页
 2.先进CMOS器件可靠性论文第149-151页
致谢第151-152页

 
 
论文编号BS562262,这篇论文共152
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