| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第14-38页 |
| 1.1 MOSFET集成电路的发展与挑战 | 第14-17页 |
| 1.1.1 集成电路的发展历史 | 第14-16页 |
| 1.1.2 集成电路所面临的挑战 | 第16-17页 |
| 1.2 高k栅介质的发展 | 第17-22页 |
| 1.2.1 高k栅介质材料的选择依据 | 第17-19页 |
| 1.2.2 常用的高k栅介质薄膜 | 第19-20页 |
| 1.2.3 铪基高k栅介质材料的掺杂 | 第20-22页 |
| 1.3 新型沟道材料的研究现状 | 第22-25页 |
| 1.3.1 新型沟道材料 | 第22-24页 |
| 1.3.2 SiGe的特性及研究进展 | 第24-25页 |
| 1.4 晶体管结构的研究现状 | 第25-26页 |
| 1.5 论文研究的内容及意义 | 第26-28页 |
| 1.5.1 研究内容 | 第26-27页 |
| 1.5.2 研究意义 | 第27-28页 |
| 参考文献 | 第28-38页 |
| 2 薄膜的制备方法与表征技术 | 第38-55页 |
| 2.1 薄膜的制备方法 | 第38-41页 |
| 2.1.1 磁控溅射沉积技术 | 第38-39页 |
| 2.1.2 原子层沉积技术 | 第39-41页 |
| 2.2 快速热处理技术 | 第41-42页 |
| 2.3 光刻技术 | 第42-43页 |
| 2.4 薄膜表征 | 第43-45页 |
| 2.4.1 X射线衍射(XRD) | 第43-44页 |
| 2.4.2 X射线光电子能谱(XPS) | 第44页 |
| 2.4.3 光致发光(PL) | 第44-45页 |
| 2.4.4 高分辨率透射电镜(HRTEM) | 第45页 |
| 2.5 电学性能测试 | 第45-53页 |
| 2.5.1 MOS结构的电流-电压(I-V)特性 | 第46-47页 |
| 2.5.2 MOS结构的电容-电压(C-V)特性及参数提取 | 第47-50页 |
| 2.5.3 ETSOI MOSFET器件参数提取 | 第50-53页 |
| 参考文献 | 第53-55页 |
| 3 HfO_2薄膜PEALD制备工艺研究 | 第55-68页 |
| 3.1 引言 | 第55页 |
| 3.2 样品制备 | 第55-57页 |
| 3.2.1 衬底清洗 | 第55-56页 |
| 3.2.2 界面层处理 | 第56页 |
| 3.2.3 薄膜沉积 | 第56-57页 |
| 3.2.4 MOS电容结构制备 | 第57页 |
| 3.3 PEALD载气类型对HfO_2薄膜性能的影响 | 第57-60页 |
| 3.3.1 PEALD载气类型对HfO_2薄膜化学组分的影响 | 第57-59页 |
| 3.3.2 PEALD载气类型对HfO_2薄膜电学性能的影响 | 第59-60页 |
| 3.4 氧前驱体类型对HfO_2薄膜性能的影响 | 第60-64页 |
| 3.4.1 氧前驱体类型对HfO_2薄膜化学组分的影响 | 第61-63页 |
| 3.4.2 氧前驱体类型对HfO_2薄膜电学性能的影响 | 第63-64页 |
| 3.5 本章小结 | 第64-66页 |
| 参考文献 | 第66-68页 |
| 4 铪基薄膜的掺杂及性能研究 | 第68-95页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 TiO_2掺杂HfO_2薄膜及性能研究 | 第68-79页 |
| 4.2.1 THO薄膜介电常数提取 | 第68-72页 |
| 4.2.2 不同Ti掺杂含量的THO薄膜电学性能 | 第72-73页 |
| 4.2.3 THO薄膜的结构与化学组分研究 | 第73-75页 |
| 4.2.4 THO MOS电容电学性能研究 | 第75-79页 |
| 4.3 ZrO_2掺杂HfO_2薄膜及性能研究 | 第79-87页 |
| 4.3.1 ZrO_2掺杂对铪基薄膜电容性能的影响 | 第79-82页 |
| 4.3.2 ZrO_2掺杂对铪基薄膜化学组分的影响 | 第82-83页 |
| 4.3.3 ZrO_2掺杂对铪基薄膜电流特性的影响 | 第83-85页 |
| 4.3.4 ZrO_2掺杂对铪基薄膜晶体结构的影响 | 第85-87页 |
| 4.4 Gd2O_3掺杂HfO_2薄膜及性能研究 | 第87-92页 |
| 4.4.1 GHO薄膜的结晶性与介电常数提取 | 第87-89页 |
| 4.4.2 ALD沉积GHO薄膜及薄膜化学组分分析 | 第89-91页 |
| 4.4.3 GHO薄膜的电学性能研究 | 第91-92页 |
| 4.5 本章小结 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-95页 |
| 5 HfO_2与Si、SiGe界面层等离子体钝化及性能研究 | 第95-110页 |
| 5.1 引言 | 第95页 |
| 5.2 N_2等离子体处理SiO_2对HfO_2/SiO_2/Si堆栈结构的影响 | 第95-102页 |
| 5.2.1 样品的制备及微观形貌分析 | 第95-96页 |
| 5.2.2 NP处理对HfO_2/SiO_2/Si堆栈结构化学组分的影响 | 第96-98页 |
| 5.2.3 NP处理SiO_2对堆栈结构电学性能的影响 | 第98-99页 |
| 5.2.4 NP处理SiO_2界面层的强化机理研究 | 第99-100页 |
| 5.2.5 NP处理对堆栈结构电学性能稳定性影响 | 第100-102页 |
| 5.3 N_2/H_2等离子体钝化HfO_2/SiGe界面层及性能研究 | 第102-107页 |
| 5.3.1 样品制备 | 第102页 |
| 5.3.2 NHP处理前后堆栈结构的化学组分分析 | 第102-104页 |
| 5.3.3 NHP处理对HfO_2/SiGe堆栈结构电学性能的影响 | 第104-107页 |
| 5.4 本章小结 | 第107-108页 |
| 参考文献 | 第108-110页 |
| 6 Gd_2O_3-HfO_2薄膜在SiGe上的生长及性能研究 | 第110-119页 |
| 6.1 引言 | 第110页 |
| 6.2 样品制备 | 第110页 |
| 6.3 GHO/SiGe堆栈结构的化学组分及电学性能研究 | 第110-113页 |
| 6.3.1 GHO/SiGe堆栈结构化学组分分析 | 第110-112页 |
| 6.3.2 GHO/SiGe堆栈结构电学性能研究 | 第112-113页 |
| 6.4 NP处理GHO薄膜对堆栈结构性能的影响 | 第113-116页 |
| 6.4.1 GHO薄膜NP处理对堆栈结构电学性能的影响 | 第113-115页 |
| 6.4.2 GHO-NP/SiGe堆栈结构N的化学键分析 | 第115-116页 |
| 6.5 本章小结 | 第116-117页 |
| 参考文献 | 第117-119页 |
| 7 以TiO_2-HfO_2作为栅介质薄膜的ETSOIMOSFET器件性能研究 | 第119-128页 |
| 7.1 引言 | 第119页 |
| 7.2 SOI MOSFET器件制备 | 第119-120页 |
| 7.3 沟道长度为25nm的ETSOIMOSFET器件性能 | 第120-124页 |
| 7.3.1 pMOSFET器件性能 | 第120-121页 |
| 7.3.2 nMOSFET器件性能 | 第121-122页 |
| 7.3.3 SOI MOSFET器件迁移率分析 | 第122-124页 |
| 7.4 不同沟道长度的ETSOIMOSFET器件性能 | 第124-125页 |
| 7.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 参考文献 | 第127-128页 |
| 结论 | 第128-131页 |
| 论文工作总结 | 第128-129页 |
| 论文工作创新 | 第129-130页 |
| 下一步工作展望 | 第130-131页 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132-133页 |
| 作者简介 | 第133页 |
