| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| Chapter 1 Introduction | 第8-24页 |
| §1.1 Introduction to the growth of oxides on Si substrates | 第8页 |
| §1.2 MOS device issues and high k material HfO_2 | 第8-17页 |
| ·Scaling trend of MOS Technology | 第8-10页 |
| ·Leakage current constraint for ultrathin oxide | 第10-12页 |
| ·Criteria of gate dielectric replacement | 第12-15页 |
| ·High k material HfO_2 | 第15-17页 |
| §1.3 High k material Er_2O_3 and its applications | 第17-22页 |
| ·Epitaxial oxide films on Si substrates | 第17-19页 |
| ·High k material Er_2O_3 | 第19-21页 |
| ·Si overgrowth and quantum confinement effect | 第21-22页 |
| §1.4 Outline of this work | 第22-23页 |
| References | 第23-24页 |
| Chapter 2 Experimental equipments and characterization methods | 第24-35页 |
| §2.1 Introduction | 第24页 |
| §2.2 Experimental Equipments | 第24-28页 |
| ·Si-MBE system | 第24-26页 |
| ·SRPES system | 第26-28页 |
| §2.3 Characterization methods | 第28-34页 |
| ·Auger electron spectroscopy | 第28-29页 |
| ·Reflective high energy electron diffraction | 第29页 |
| ·Synchrotron radiation photoemission spectroscopy | 第29-30页 |
| ·Transmission electron microscopy | 第30-31页 |
| ·X-ray diffraction | 第31页 |
| ·Atomic force microscopy | 第31页 |
| ·Ellipsometry | 第31-32页 |
| ·Electrical measurement | 第32-34页 |
| References | 第34-35页 |
| Chapter 3 Thin HfO_2 films grown on Si(001) using molecular beam epitaxy | 第35-44页 |
| §3.1 Introduction | 第35页 |
| §3.2 Experimental | 第35-36页 |
| §3.3 Results and discussion | 第36-42页 |
| §3.4 Conclusions | 第42-43页 |
| References | 第43-44页 |
| Chapter 4 PES study on HfO_2 films on Si(001) | 第44-60页 |
| §4.1 Introduction | 第44-46页 |
| §4.2 Experimental | 第46-47页 |
| §4.3 Results and discussion | 第47-56页 |
| ·Thermal stability | 第47-48页 |
| ·Band offset | 第48-51页 |
| ·Band gap | 第51-52页 |
| ·In situ SRPES study on the initial growth of ultrathin HfO_2 on Si(001) | 第52-56页 |
| §4.4 Conclusions | 第56-58页 |
| References | 第58-60页 |
| Chapter 5 Epitaxial growth of Er_2O_3 on Si(001) and Si(111) | 第60-75页 |
| §5.1 Introduction | 第60-61页 |
| §5.2 Experimental | 第61页 |
| §5.3 Results and discussion | 第61-72页 |
| ·Epitaxial growth of Er_2O_3 on clean Si(001) substrates | 第61-67页 |
| ·Epitaxial growth of Er_2O_3 on Si(111) and the effect of the native SiO_2 on the epitaxial growth | 第67-72页 |
| §5.4 Conclusions | 第72-74页 |
| References | 第74-75页 |
| Chapter 6 Si overgrowth on Er_2O_3/Si(111) | 第75-82页 |
| §6.1 Introduction | 第75页 |
| §6.2 Experimental | 第75-76页 |
| §6.3 Results and discussion | 第76-80页 |
| §6.4 Conclusions | 第80-81页 |
| References | 第81-82页 |
| Chapter 7 Summary and future work | 第82-85页 |
| §7.1 Summary | 第82-83页 |
| §7.2 Future work | 第83-85页 |
| Paper list during the Ph.D studies | 第85-86页 |
| Acknowledgements | 第86-87页 |
| 论文独创性声明 | 第87页 |
| 论文使用授权声明 | 第87页 |
