High-k薄膜與硅接觸的電學(xué)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(xué)特性。通過(guò)深能級(jí)瞬態(tài)譜(DLTS)和高頻電容-電壓(CV)測(cè)試,并配合理論模擬,對(duì)樣品的界面特性和退火特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要結(jié)果包括：⑴通過(guò)對(duì)Al2O3樣品和不同組分比的HfAlO樣品進(jìn)行CV測(cè)試,發(fā)現(xiàn)在N2和N2/H2混合氣體中退火會(huì)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(huì)在退火后減少很多。⑵提出對(duì)于MOS電容的界面缺陷

2、,用DLTS測(cè)量的時(shí)候,測(cè)得的激活能不一定對(duì)應(yīng)著能級(jí)位置,而可能對(duì)應(yīng)著導(dǎo)帶和費(fèi)米面的距離。并且對(duì)樣品表面勢(shì)進(jìn)行了模擬計(jì)算,得到了理論上導(dǎo)帶和費(fèi)米面的之間的距離。對(duì)于Al2O3樣品,通過(guò)不飽和填充的DLTS測(cè)試,得到了缺陷俘獲截面對(duì)應(yīng)的激活能為0.25eV,從而對(duì)上述模型進(jìn)行修正。同時(shí),Al2O3樣品激活能隨靜態(tài)偏壓變化趨勢(shì)也證明了其缺陷主要位于Al2O3和Si接觸的界面上。⑶通過(guò)DLTS測(cè)試發(fā)現(xiàn),HfAlO樣品的缺陷對(duì)應(yīng)的激活能不隨靜態(tài)