| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 符号对照表 | 第14-15页 |
| 缩略语对照表 | 第15-20页 |
| 第一章 绪论 | 第20-30页 |
| 1.1 引言 | 第20-21页 |
| 1.2 CMOS器件的等比缩小 | 第21-23页 |
| 1.2.1 MOSFET简介 | 第21-22页 |
| 1.2.2 等比缩小规律 | 第22-23页 |
| 1.3 高k栅介质材料的引入 | 第23-27页 |
| 1.3.1 高k栅介质材料对隧穿电流的抑制 | 第23-24页 |
| 1.3.2 引入高k栅介质材料所应具备的特点 | 第24-27页 |
| 1.4 La基高介电常数栅介质材料 | 第27-28页 |
| 1.4.1 La_2O_3作为栅介质材料的优缺点 | 第27-28页 |
| 1.4.2 LaAlO_3作为栅介质材料的特点 | 第28页 |
| 1.5 本文研究的主要目的和内容 | 第28-30页 |
| 第二章 高k栅介质薄膜的制备方法和表征技术 | 第30-46页 |
| 2.1 高k栅介质材料的制备方法 | 第30-34页 |
| 2.1.1 化学气相淀积 | 第30-31页 |
| 2.1.2 物理气相淀积 | 第31页 |
| 2.1.3 分子束外延法 | 第31-32页 |
| 2.1.4 脉冲激光淀积法 | 第32-33页 |
| 2.1.5 原子层淀积方法 | 第33-34页 |
| 2.2 原子层淀积技术原理 | 第34-38页 |
| 2.2.1 实验设备简介 | 第34-35页 |
| 2.2.2 原子层淀积技术生长过程 | 第35-36页 |
| 2.2.3 ALD淀积中的主要参数及影响 | 第36-38页 |
| 2.3 高k栅介质薄膜特性的测试设备及表征方法 | 第38-43页 |
| 2.3.1 光谱椭偏仪 | 第38-39页 |
| 2.3.2 半导体参数测试仪 | 第39-41页 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 | 第41-43页 |
| 2.4 本章小结 | 第43-46页 |
| 第三章 ALD技术制备LaAlO_3薄膜材料参数及优化 | 第46-66页 |
| 3.1 ALD淀积LaAlO_3薄膜的反应机理 | 第46-48页 |
| 3.1.1 ALD淀积Al_2O_3和La_2O_3的生长机理 | 第46-47页 |
| 3.1.2 ALD淀积LaAlO_3的生长机理 | 第47-48页 |
| 3.2 H_2O为氧化剂所淀积的La_2O_3工艺参数的优化 | 第48-53页 |
| 3.2.1 试验样品的准备 | 第48页 |
| 3.2.2 La前驱体加热温度的确定 | 第48-49页 |
| 3.2.3 La氧化剂脉冲时间的优化 | 第49-50页 |
| 3.2.4 La氧化剂吹洗时间的优化 | 第50-51页 |
| 3.2.5 La前驱体脉冲时间的优化 | 第51-52页 |
| 3.2.6 La前驱体吹洗时间的优化 | 第52-53页 |
| 3.3 H_2O为氧化剂所淀积的Al_2O_3工艺参数的优化 | 第53-56页 |
| 3.3.1 试验样品准备 | 第53页 |
| 3.3.2 Al氧化剂脉冲时间优化 | 第53-54页 |
| 3.3.3 Al氧化剂吹洗时间优化 | 第54页 |
| 3.3.4 Al前驱体脉冲时间优化 | 第54-55页 |
| 3.3.5 Al前驱体吹洗时间优化 | 第55-56页 |
| 3.4 水为氧化剂制备的La_2O_3和Al_2O_3薄膜的最合适工艺参数 | 第56页 |
| 3.5 O_3为氧化剂所淀积的La_2O_3工艺参数的优化 | 第56-59页 |
| 3.5.1 试验样品准备 | 第56-57页 |
| 3.5.2 La氧化剂脉冲时间优化 | 第57页 |
| 3.5.3 La氧化剂吹洗时间优化 | 第57-58页 |
| 3.5.4 La前驱体脉冲时间优化 | 第58-59页 |
| 3.5.5 La前驱体吹洗时间优化 | 第59页 |
| 3.6 O_3为氧化剂所淀积的Al_2O_3工艺参数的优化 | 第59-63页 |
| 3.6.1 试验样品准备 | 第59-60页 |
| 3.6.2 Al氧化剂脉冲时间优化 | 第60-61页 |
| 3.6.3 Al氧化剂吹洗时间优化 | 第61页 |
| 3.6.4 Al前驱体脉冲时间优化 | 第61-62页 |
| 3.6.5 Al前驱体吹洗时间优化 | 第62-63页 |
| 3.7 臭氧为氧化剂制备的La_2O_3和Al_2O_3薄膜的最合适工艺参数 | 第63页 |
| 3.8 LaAlO_3生长温度窗口的确定 | 第63-65页 |
| 3.9 本章小结 | 第65-66页 |
| 第四章 不同结构的La_xAl_yO薄膜特性研究 | 第66-86页 |
| 4.1 不同前驱体的淀积脉冲比对La_xAl_yO薄膜特性的研究 | 第66-74页 |
| 4.1.1 样品的制备和测试 | 第66-67页 |
| 4.1.2 不同La_xAl_yO薄膜电学特性的研究 | 第67-69页 |
| 4.1.3 不同La_xAl_yO薄膜的AFM测试分析 | 第69-70页 |
| 4.1.4 不同前驱体脉冲比La_xAl_yO薄膜XPS测试分析 | 第70-72页 |
| 4.1.5 不同前驱体脉冲比La_xAl_yO薄膜中原子组分比 | 第72-74页 |
| 4.2 Al_2O_3/La_2O_3/Si和La_2O_3/Al_2O_3/Si薄膜特性研究 | 第74-85页 |
| 4.2.1 试验方案和测试 | 第74-75页 |
| 4.2.2 Al_2O_3/La_2O_3/Si和La_2O_3/Al_2O_3/Si薄膜中杂质含量分析 | 第75-76页 |
| 4.2.3 Al_2O_3/La_2O_3/Si和La_2O_3/Al_2O_3/Si薄膜AFM分析 | 第76-77页 |
| 4.2.4 Al_2O_3/La_2O_3/Si薄膜电特性和和化学特性分析 | 第77-79页 |
| 4.2.5 La_2O_3/Al_2O_3/Si薄膜电特性和和化学特性分析 | 第79-81页 |
| 4.2.6 Al_2O_3/La_2O_3/Si和La_2O_3/Al_2O_3/Si薄膜界面特性分析 | 第81-82页 |
| 4.2.7 Al_2O_3/La_2O_3/Si和La_2O_3/Al_2O_3/Si薄膜物理参数分析 | 第82-85页 |
| 4.3 本章小结 | 第85-86页 |
| 第五章 不同氧化剂制备的La_xAl_yO薄膜特性的研究 | 第86-110页 |
| 5.1 H_2O和O_3为氧化剂的La_xAl_yO薄膜特性研究 | 第86-94页 |
| 5.1.1 试验方案和测试 | 第86-87页 |
| 5.1.2 不同氧化剂下La_xAl_yO薄膜最佳淀积温度的确定 | 第87-88页 |
| 5.1.3 H_2O和O_3为氧化剂下La_xAl_yO薄膜的电特性分析 | 第88-90页 |
| 5.1.4 H_2O和O_3为氧化剂下La_xAl_yO薄膜的物理特性分析 | 第90-91页 |
| 5.1.5 H_2O和O_3为氧化剂下La_xAl_yO薄膜的化学特性分析 | 第91-94页 |
| 5.2 混合氧化剂制备的La_xAl_yO薄膜特性的研究 | 第94-102页 |
| 5.2.1 试验方案和测试 | 第94-96页 |
| 5.2.2 混合氧化剂制备的La_xAl_yO薄膜退火前后杂质变化量分析 | 第96-98页 |
| 5.2.3 混合氧化剂制备的La_xAl_yO薄膜退火前后电学特性分析 | 第98-99页 |
| 5.2.4 混合氧化剂制备的La_xAl_yO薄膜退火前后物理特性分析 | 第99-100页 |
| 5.2.5 混合氧化剂制备的La_xAl_yO薄膜退火前后化学特性分析 | 第100-101页 |
| 5.2.6 混合氧化剂制备的La_xAl_yO/Si的MOS电容击穿特性 | 第101-102页 |
| 5.3 不同条件下制备的La_2O_3薄膜特性分析 | 第102-107页 |
| 5.3.1 La_2O_3样品制备和测试 | 第102-103页 |
| 5.3.2 不同氧化剂制备的La_2O_3薄膜特性分析 | 第103-104页 |
| 5.3.3 H_2O为氧化剂制备的La_2O_3薄膜不同条件下特性分析 | 第104-106页 |
| 5.3.4 O_3为氧化剂制备的La_2O_3薄膜不同条件下特性分析 | 第106-107页 |
| 5.4 本章小结 | 第107-110页 |
| 第六章 总结和展望 | 第110-114页 |
| 6.1 研究结论 | 第110-112页 |
| 6.2 展望 | 第112-114页 |
| 参考文献 | 第114-128页 |
| 致谢 | 第128-130页 |
| 作者简介 | 第130-132页 |
