退火处理对LaAlO<,3>薄膜微结构及性能的影响
随着科学的进步和微电子技术的飞速发展，硅基集成电路的集成度越来越高。而集成度的提高是以其核心器件金属－氧化物－半导体场效应管(MOSFET)特征尺寸的逐渐减小为基础的。但是受量子隧穿效应的影响，MOSFET栅极SiO2电介质层的厚度不可能无限制地减小。因此，必须寻找一种新的具有高介电常数的栅极电介质材料来取代传统的SiO2。在已研究的新一代栅极电介质材料中，具有伪立方钙钛矿结构的LaAlO3薄膜倍受人们看好，很有希望成为新一代高集成度MOSFET的栅极电介质材料。
本论文围绕LaAlO3薄膜的制备、后退火处理、微结构和电学性能的测量与表征，对薄膜进行了深入研究。首先，我们采用射频磁控溅射法在p型Si(100)衬底上制备了非晶态的LaAlO3薄膜，并利用双光束干涉显微镜测厚法测得薄膜厚度。然后，将LaAlO3薄膜在空气环境中进行了120分钟的高温后退火处理，再利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜及能量色散谱仪等表征手段对LaAlO3薄膜的微结构、表面形貌及结晶性能进行表征分析。最后，我们采用直流磁控溅射法在LaAlO3薄膜表面镀上铂(Pt)顶电极，再将形成的Pt/LaAlO3/Si结构在高纯氧气环境中进行30分钟的高温后退火处理，并测得薄膜样品的电容－电压和电流－电压特性曲线。非晶态LaAlO3薄膜表现出了良好的热稳定性和电学性能。
退火处理;硅基集成电路;半导体场效应管;量子隧穿;隧穿效应;电介质材料;电学性能;薄膜厚度
南京航空航天大学
硕士
凝聚态物理
王东生
2008
中文
TB383;TN304
51
2009-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）