| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 集成电路的发展与挑战 | 第11-14页 |
| 1.1.1 集成电路的发展 | 第11-13页 |
| 1.1.2 集成电路发展中的挑战 | 第13-14页 |
| 1.2 高k材料的引入 | 第14-16页 |
| 1.3 高k材料的选择要求 | 第16-18页 |
| 1.3.1 合适的介电常数、导带和能带势垒 | 第16-17页 |
| 1.3.2 薄膜形态 | 第17-18页 |
| 1.4 主要高k材料分类 | 第18-19页 |
| 1.5 Hf_O2栅介质材料研究进展 | 第19-21页 |
| 1.5.1 HfO_2栅介质材料的优缺点 | 第20页 |
| 1.5.2 铪基高k栅介质材料的改性研究 | 第20-21页 |
| 1.6 选题依据与意义 | 第21-22页 |
| 1.7 研究内容 | 第22-23页 |
| 2 薄膜制备与表征方法 | 第23-41页 |
| 2.1 实验方案 | 第23-25页 |
| 2.2 原子层沉积(ALD)技术 | 第25-32页 |
| 2.2.1 原子层沉积技术的原理 | 第25-26页 |
| 2.2.2 原子层沉积技术的特点 | 第26-28页 |
| 2.2.3 原子层沉积技术对反应前驱体的要求 | 第28-29页 |
| 2.2.4 原子层沉积技术的优势与劣势 | 第29-31页 |
| 2.2.5 等离子增强型ALD(PEALD) | 第31-32页 |
| 2.3 磁控溅射法制备薄膜 | 第32-34页 |
| 2.4 快速退火技术 | 第34页 |
| 2.5 光刻技术 | 第34-35页 |
| 2.6 薄膜表征方法 | 第35-41页 |
| 2.6.1 X射线衍射(XRD) | 第35-36页 |
| 2.6.2 X射线光电子能谱(XPS) | 第36-37页 |
| 2.6.3 光致发光光谱(PL) | 第37页 |
| 2.6.4 高分辨率透射电子显微镜(HRTEM) | 第37-38页 |
| 2.6.5 电流-电压特性(I-V) | 第38-39页 |
| 2.6.6 电容-电压特性(C-V) | 第39-41页 |
| 3 ALD技术制备Hf-Nd-O薄膜的工艺参数探究 | 第41-53页 |
| 3.1 引言 | 第41页 |
| 3.2 样品制备 | 第41-43页 |
| 3.2.1 衬底清洗 | 第41-42页 |
| 3.2.2 薄膜沉积 | 第42-43页 |
| 3.3 不同载气下沉积对HfO_2薄膜性能的影响 | 第43-46页 |
| 3.3.1 不同载气下HfO_2薄膜XPS分析 | 第43-45页 |
| 3.3.2 不同载气下HfO_2薄膜电学性能分析 | 第45-46页 |
| 3.4 不同氧源对HfO_2薄膜性能的影响 | 第46-50页 |
| 3.4.1 不同氧源下HfO_2薄膜XPS分析 | 第46-48页 |
| 3.4.2 不同氧源下HfO_2薄膜电学性能分析 | 第48-50页 |
| 3.5 生长温度对Hf-Nd-O高k薄膜电学性能的影响 | 第50-51页 |
| 3.6 小结 | 第51-53页 |
| 4 Nd_2O_3掺杂HfO_2薄膜在Si衬底上的沉积及性能研究 | 第53-64页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 Nd_2O_3掺杂对HfO_2薄膜化学结构和电学性能的影响 | 第53-58页 |
| 4.2.1 Nd_2O_3掺杂HfO_2薄膜的成分分析 | 第54-55页 |
| 4.2.2 Nd_2O_3掺杂HfO_2薄膜的PL分析 | 第55-56页 |
| 4.2.3 Nd_2O_3掺杂HfO_2薄膜的电学性能分析 | 第56-58页 |
| 4.3 Nd_2O_3掺杂比例对Hf-Nd-O高k薄膜性能的影响 | 第58-62页 |
| 4.3.1 不同Nd_2O_3掺杂比例的Hf-Nd-O高k薄膜XPS分析 | 第58-60页 |
| 4.3.2 不同Nd_2O_3掺杂比例的Hf-Nd-O高k薄膜电学性能分析 | 第60-62页 |
| 4.4 Hf-Nd-O薄膜介电常数计算 | 第62-63页 |
| 4.5 小结 | 第63-64页 |
| 5 RTA处理对Hf-Nd-O薄膜性能的影响 | 第64-72页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 退火对Hf-Nd-O薄膜性能的影响 | 第64-69页 |
| 5.2.1 退火前后Hf-Nd-O薄膜的HRTEM分析 | 第64-65页 |
| 5.2.2 退火前后Hf-Nd-O薄膜的XPS分析 | 第65-67页 |
| 5.2.3 退火对Hf-Nd-O薄膜电学性能的影响 | 第67-68页 |
| 5.2.4 不同退火温度下Hf-Nd-O薄膜的电学性能 | 第68-69页 |
| 5.3 Nd_2O_3掺杂对HfO_2薄膜结晶性能的影响 | 第69-71页 |
| 5.4 小结 | 第71-72页 |
| 结论 | 第72-74页 |
| 参考文献 | 第74-81页 |
| 攻读硕士期间取得的学术成果 | 第81-82页 |
| 致谢 | 第82页 |
