热处理方式影响磁控溅射HfO2高介电薄膜电学性能的研究

• 作 者: 魏勤香 叶葱 金迎春 王浩
• 机 构: 湖北大学物理学与电子技术学院武汉430062
• 出 处: 第十三届全国电介质物理、材料与应用学术会议
• 发表日期: 2010年11期
• 关键词: 电学特性 磁控溅射 介电薄膜 热处理 氧化铪 非晶结构

采用磁控溅射的方法在Si(100)基底上制备氧化铪薄膜，并在500℃下的氮气中分别进行30 min退火和60 s快速退火(RTA)处理.通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)分析样品的微观结构，对MOS电容的C-V与I-V电学特性进行测试.
结果表明，制备态与30 min退火氧化铪薄膜样品为非晶结构，而快速退火处理样品呈结晶态.两种热处理方式均改善了氧化铪薄膜的电学性能，提高了介电常数(K)，降低了等效氧化层厚度(EOT)、平带电压(Vfb)和氧化层电荷密度(Nox).样品退火30 min与快速退火60 s相比，具有更小的表面粗糙度(RMS)、平带电压(Vfb=0.26 V)和漏电流密度(J=9.7×10-7A／cm2@-1v).