Browsing by Author "錢彥興"

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    鋁掺入極薄氧化鉿高介電係數閘極介電層之效應
    (2011) 錢彥興; Yen-Hsing Chien
    氧化鉿薄膜為一良好的高介電係數材料，適合使用在MOS元件，但相較於其他介電材料，結晶溫度過低為其一大缺點，本論文主要將氧化鋁鉿材料取代傳統MOS元件上之閘極氧化層，利用摻雜鋁元素，製備氧化鋁鉿薄膜，以提高氧化鉿薄膜的結晶溫度，並針對其電性、物性做分析與探討。 本研究使用射頻共濺鍍技術，在常溫、充滿氬氣的真空腔體，將高純度的氧化鉿及鋁之靶材，濺射沉積在矽基板上，形成一層厚度7 奈米的氧化鋁鉿薄膜，之後在充滿氮氣的真空腔體中，分別執行650℃、750℃、850℃的快速熱退火，然後鍍上鋁製成閘極電極；最後再利用電流-電壓、電壓-電壓量測儀、穿透式電子顯微鏡、能量散佈分析儀、原子力顯微鏡、X光繞射儀、橢圓測厚儀、X光反射儀等，分析探討氧化鋁鉿薄膜的電性及物性。 實驗結果顯示，氧化鋁鉿薄膜擁有良好的結晶溫度、介電係數、及閘極漏電流，在750℃的快速熱退火後，得到的相對介電係數為14.6，閘極漏電流方面，閘極注入電壓為-1 V時，漏電流大小約為10-6 ~ 10-7 A/cm2，基板注入電壓為1 V時，漏電流大小約在10-5 ~ 10-6 A/cm2，漏電流機制符合蕭基發射，其鋁與介電層間、介電層與矽基板間之蕭基能障分別為0.48 eV及0.72 eV。