《高K柵介質/III-V族半導體界面的原位調控及性能研究》是依託復旦大學,由盧紅亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名:高K柵介質/III-V族半導體界面的原位調控及性能研究
- 依託單位:復旦大學
- 項目類別:青年科學基金項目
- 項目負責人:盧紅亮
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著積體電路中的電晶體尺寸縮小到32nm節點以下,有關小尺寸器件技術的探索愈發迫切。採用高電子遷移率的III-V族半導體材料取代矽來做nMOSFET溝道層是當前微電子領域的研究熱點之一。然而,以III-V族半導體為溝道的nMOSFET,缺乏熱穩定的、低界面缺陷的柵介質層一直是其致命的缺點。本項目擬對原子層澱積(ALD)的高介電常數(高K)柵介質與III-V族半導體界面進行鈍化處理,並用原位測試技術分析界面鈍化的內在機制,以提高界面特性。主要包括:(1)III-V族半導體表面鈍化及ALD製備高K柵介質後的界面微結構和組分的原位調控;(2)生長低界面缺陷的高K柵介質的工藝最佳化;(3)快速熱退火條件對界面組成、結構等的影響。結合界面層調控與器件特性之間的關係,分析漏電機制,篩選出有效的鈍化方法、高K柵介質和快速熱退火條件,為製備高性能的III-V族MOSFET器件提拱實驗和理論依據。
結題摘要
隨著積體電路中的電晶體尺寸縮小到32nm節點以下,有關小尺寸器件技術的探索愈發迫切。採用高電子遷移率的III-V族半導體材料取代矽來做nMOSFET溝道層是當前微電子領域的研究熱點之一。然而,以III-V族半導體為溝道的nMOSFET,缺乏熱穩定的、低界面缺陷的柵介質層一直是其致命的缺點。項目開展了對原子層澱積(ALD)多種高介電常數(高k)柵介質與III-V族半導體界面進行鈍化處理,並利用XPS、TEM等測試技術手段,分析界面鈍化的內在機制,提高界面特性。主要包括:(1) 新型高k介質HfAlO、HfSiO4和AlTiO等薄膜的ALD生長工藝及其界面、電學性能控制;(2) 研究了HfAlO/InP界面性能調控及能帶結構表征,以及同晶向InP表面對InP nMOSFETs器件特性的影響;(3) 自主開發搭建了一套適用於MOSFET器件測量的擴展快速Id-Vg測試系統。結合界面層調控與器件特性之間的關係,分析漏電機制,為下一步製備高性能的III-V族MOSFET器件提拱了實驗和理論依據。 項目執行期間:研究工作基本按照研究計畫進行,沒有做很大的調整。在項目執行的後期,還開展了ALD生長高k介質與半導體Ge襯底之間的界面性能調控等工作。是開展新型高遷移率溝道電晶體研究工作的有益補充。這對推動後續III-V半導體、Ge半導體混合集成的新型CMOS器件有很大的指導意義。 項目執行期間,發表項目標註的SCI論文總計16篇,其中項目負責人作為通訊聯繫人的文章總計15篇,影響因子2.0以上的為11篇,包括2篇Applied Physics Letters、1篇IEEE Electron Device Letters文章。