【作者】 王毅； 王浩； 张志鹏； 莫琦； 冯洁； 朱建华； 杨辅军； 汪汉斌；

【Author】 WANG Yi~2 WANG Hao~1 ZHANG Zhi-peng~1 MO Qi~1 FENG Jie~1 ZHU Jian-hua~1 YANG Fu-jun~1 WANG Han-bin~1 (1.Faculty of Physics and Electronic Technology,Hubei University,Wuhan 430062,China;2.Faculty of Materials Science and Engineering,Hubei University,Wuhan 430062,China)

【机构】 湖北大学材料科学与工程学院； 湖北大学物理学与电子技术学院；

【摘要】 采用脉冲激光沉积（PLD）方法在 Si（100） 基底上制备了有效氧化层厚度为8．6nm,介电常数为 29．3的 HfO₂薄膜．借助 X 射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、高分辨透射电镜（HRTEM）分析了样品的微观结构,对电容的 C-V 与 I-V 电学特性进行了测试．实验结果表明,该方法制得的 HfO₂薄膜表面光滑,N₂ 500℃下退火30min 后样品表面粗糙度由0．203nm 变为 0．498nm,薄膜由非晶转变为简单正交结构,界面层得到有效控制,该栅介质电容具有良好的 C-V 特性,较低的漏电流密度(4-3×10^-7A/cm²,@-1V),是 SiO₂栅介质的理想替代物．更多还原

【Abstract】 High-K gate dielectric hafnium dioxide films were grown on Si（100）substrate by pulsed laser deposition at room temperature.Their micro-structure and electrical properties were characterized by X-ray diffraction,atomic force microscopy,high-resolution transmission electron microscopy and capacitance-voltage and current-voltage measurements using Pt electrodes.The result indicates that as-deposited HfO₂ films are amorphous and a transition to orthorhombic after annealing in N₂.The electrical properties were characterized by capacitance-voltage and current-voltage measurements using Pt electrodes.High quality HfO₂ gate dielectric thin films with smooth surface which root mean square roughness of 0.498nm,equivalent oxide thickness（EOT）of 8.6nm,high dielectric constant（29.3）,and low leakage current density of 4.2×10^-7A/cm² at bias voltage 1.5V has been obtained.更多还原