作者：张文强; 熊玉华; 魏峰; 陈小强; 梁晓平; ...nd2o3hfo2原子层沉积掺杂氧空位高k
摘要：采用原子层沉积技术（ALD）制备了Nd2O3掺杂的HfO2高k栅介质薄膜（Hf-bid-O），通过x射线光电子能谱（XPS）研究了薄膜中元素的成分、结合能及化学计量比，分析了Nd2O3掺杂后薄膜中氧空位浓度和界面层成分的变化；通过测量薄膜的光致发光（PL）图谱，比较了Nd2O3掺杂前后铪基薄膜中的氧空位浓度变化，分析了Nd2O3掺杂对HfO2薄膜中氧空位浓度的影响；通过高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）研究了薄膜厚度及形态；制备了Pt／HfO2（Hf-Nd-O）／lL／n-Si／AgMOS结构，应用半导体参数测试仪得到薄膜的电容-电压（C-V）和漏电流密度-电压（J-V）特性曲线。结果表明，Nd2O3掺入HfO2薄膜后，整个铪基薄膜体系的氧空位减少，Hf-O键的结合能提高，Hf和O的原子比更接近理想的化学计量比（1：2）；在同样物理厚度与界面制备工艺条件下，Nd2O3的掺入使得MOS结构的饱和电容值提高，EOT降低，Vg=（Vfb＋1）V时，Nd2O3掺杂的HfO2薄膜的漏电流密度为8．7×10-3A·cm2，相比于纯HfO2薄膜的3．5×10-2A·cm2有明显降低，电学性能整体得到提高。
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