《應變SiyC1-y/高k柵介質界面控制及電學特性研究》是依託北京航空航天大學，由王玫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：應變SiyC1-y/高k柵介質界面控制及電學特性研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：王玫
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高k介質與Si襯底界面特性是決定高k介質/金屬柵場效應管器件載流子遷移率的主要因素。本項目針對22nm以下技術節點的場效應管器件，通過引入晶格常數遠小於Si的碳原子，增加溝道內的張應力，改善界面特性以提高電子遷移率。套用電漿增強原子層沉積技術生長應變SiyC1-y材料，開展La、Dy等摻雜的Hf基高k柵介質薄膜/應變SiyC1-y界面控制及電學特性研究。在探明SiyC1-y應力分布的基礎上，控制La、Dy等摻雜的Hf基柵介質薄膜/應變SiyC1-y界面產物，研究Hf基柵介質/應變SiyC1-y堆疊結構的載流子遷移率等電學特性，改善柵堆疊結構的質量，拓展應變SiyC1-y /Hf基柵介質堆疊結構在22 nm以下場效應電晶體器件中的套用，並為場效應管器件的製備與套用提供重要的參考。
結題摘要
結合應變SiC技術與高k柵介質材料的優點，以電漿增強原子層沉積技術生長應變SiyC1-y材料為襯底，開展了稀土元素摻雜的高k柵介質薄膜/應變SiyC1-y界面控制及電學特性研究。本課題針對上述核心科學問題進行了深入研究，獲得了一系列研究成果包括12篇SCI論文，授權國家發明專利1項，培養畢業博士研究生2人，碩士研究生5人。首先，在深入調研了高k介質/SiC結構界面調控及其電學特性的研究進展基礎上，探究了隨半導體器件尺寸等比縮小，SiC功率MOS器件出現的柵泄漏電流大、耐擊穿性能差等問題，理論模擬了Al/Al2O3/SiyC1-y結構的可靠性和驅動性能，為Al2O3柵介質替代SiO2套用於SiC-MOS器件提供了參考。在此基礎上，引入石墨烯二維材料異質結構作為界面插入層，對比研究了SiC/二維材料異質結構/高k柵介質結構的界面特性，尤其是氧擴散行為等，為SiC基器件高k柵介質的界面控制及性能最佳化提供了可能的解決途徑，並探索了新型電子器件如憶阻器、電致變色器件、氧化物微納米器件等的製備及工作機理等。基於本課題上述方面的探索和研究，前期工作積累已申請到了另一項國家自然科學基金面上項目的資助，進而對新一代電子器件的電學特性及可能套用做進一步研究。
