High-k薄膜與硅接觸的電學特性研究.pdf

1、本文研究了Al/Al2O3/Si和Al/HfAlO/Si型的金屬-氧化物-半導(dǎo)體(MOS)電容的電學特性。通過深能級瞬態(tài)譜(DLTS)和高頻電容-電壓(CV)測試,并配合理論模擬,對樣品的界面特性和退火特性進行了系統(tǒng)的研究。主要結(jié)果包括：⑴通過對Al2O3樣品和不同組分比的HfAlO樣品進行CV測試,發(fā)現(xiàn)在N2和N2/H2混合氣體中退火會給氧化層中引入一定量的正電荷,并且慢界面態(tài)的密度也會在退火后減少很多。⑵提出對于MOS電容的界面缺陷

2、,用DLTS測量的時候,測得的激活能不一定對應(yīng)著能級位置,而可能對應(yīng)著導(dǎo)帶和費米面的距離。并且對樣品表面勢進行了模擬計算,得到了理論上導(dǎo)帶和費米面的之間的距離。對于Al2O3樣品,通過不飽和填充的DLTS測試,得到了缺陷俘獲截面對應(yīng)的激活能為0.25eV,從而對上述模型進行修正。同時,Al2O3樣品激活能隨靜態(tài)偏壓變化趨勢也證明了其缺陷主要位于Al2O3和Si接觸的界面上。⑶通過DLTS測試發(fā)現(xiàn),HfAlO樣品的缺陷對應(yīng)的激活能不隨靜態(tài)