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薄膜厚度对HfO2薄膜残余应力的影响 范正修1,邵淑英1,贺洪波1,申雁鸣1,邵建达1 (1.中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800;2.中国科学院研究生院,北京,100039) 摘要:HfO2薄膜是用电子束蒸发方法制备的,利用ZYGO干涉仪测量了基片镀膜前后曲率半径的变化,计算了薄膜应力.对样品进行了XRD测试,讨论了膜厚对薄膜残余应力的影响.结果发现不同厚度HfO2薄膜的残余应力均为张应力,应力值随薄膜厚度的增加而减小,当薄膜厚度达到一定值后,应力值趋于稳定.从微观结构变化对实验结果进行了分析,发现微结构演变引起的本征应力变化是引起薄膜残余应力改变的主要因素. 关键词:HfO2薄膜; 残余应力; 膜厚; 电子束蒸发; [全文内容正在添加中] ......
具有Al2O3阻挡层的HfO2栅介质膜的界面和电学性能的表征 何大伟1,宋朝瑞1,程新红2,沈达身3,俞跃辉1 (1.中国科学院上海微电子与信息技术研究所,上海,200050;2.温州大学,浙江温州,325027;3.University,of,Alabama,Alabama,35899) 摘要:研究了经过700℃快速热退火的并在Si界面处插入Al2O3阻挡层的HfO2栅介质膜的界面结构和电学性能.X射线光电子谱表明,退火后,界面层中的siOx转化为化学当量的SiO2,而且未发现铪基硅酸盐和铪基酸化物.由电学测试提取出等效栅氧厚度为2.5nm,固定电荷密度为-4.5×1011/cm2.发现Al2O3阻挡层能有效地阻止Si原子扩散进入HfO2薄膜,进而改善HfO2栅介质膜的界面和电学性能. 关键词:栅介质; HfO2阻挡层; Al2O3; gate dielectrics......
HfO2膜料中的杂质对薄膜损伤及性能的影响 范正修1,吴师岗1,易葵1,邵建达1,赵元安1 (1.中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800) 摘要:通过对HfO2膜料中杂质元素的分析,找出了影响薄膜性能的主要杂质元素.结果表明:金属元素,吸收性介质元素的存在对薄膜的损毁有很大负面影响;在紫外波段,Zr元素含量大的薄膜吸收较大;并且提出负离子元素在膜料蒸发过程中形成气源中心,产生喷溅,从而使薄膜的损伤阈值降低. 关键词:HfO2膜料; 杂质; 金属; 吸收性介质; Zr元素; 负离子元素; [全文内容正在添加中] ......
无团聚HfO2纳米粉体的湿化学法制备及性能表征 刘健敏1,史伟民1,蒋丹宇2,吉亚明2,吴智华1,张骋1 (1.上海大学电子信息材料系,上海,201800;2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海,200050) 摘要:以化学沉淀法制备HfO2纳米粉体, 借助XRD,SEM,TEM,BET,激光粒度测试仪等测试方法研究了不同制备工艺对HfO2纳米粉料团聚状态的影响.采用初始浓度0.5mol/L的溶液, 稳定溶液pH为9,添加表面活性剂PEG,用无水乙醇处理水洗后的湿凝胶,在700℃下煅烧, 能制备无团聚, 平均粒径为25nm, 呈正交晶型的HfO2纳米粉体.200MPa冷等静压成型的素坯在氢气中1800℃保温2h得到96%理论密度的主相为正交相, 有少量单斜相存在的HfO2陶瓷烧结体. 关键词:化学沉淀法; HfO2纳米粉体; 团聚体; 烧结; [全文内容正在添加中] ......
MOCVD法制备HfO2薄膜前驱体的研究现状 陈加林1,常桥稳1,刘伟平1,张妮1,余尧1,叶青松1,谌喜珠1 (1.昆明贵金属研究所,昆明,650106) 摘要:HfO2薄膜是一种新兴的薄膜材料,在耐高温保护涂层,微电子,催化等领域有着非常重要的应用.HfO2薄膜优异的性能及广阔的应用前景已经引起人们极大的关注.介绍了MOCVD法制备HfO2薄膜前驱体的研究进展和现状,着重讨论了MOCVD工艺中各类前驱体的优缺点,概述了目前研究的热点和进一步研究的方向.最后得出结论:目前使用较多的β二酮类铪配合物自身存在许多不利于MOCVD工艺的缺点,因此混合配体的铪配合物成为进一步研究的焦点. 关键词:HfO2; 薄膜; 前驱体; MOCVD; hafnium dioxide; films; precursors; MOCVD; [全文内容正在添加中] ......
高k值HfO2栅介质材料电学特性的研究进展 范志东1,田书凤1,张弘1,彭英才1 (1.河北大学电子信息工程学院,保定,071002;2.南京大学固体微结构物理实验室,南京,210093) 摘要:随着Si-MOS集成电路的迅速发展,高k值栅介质材料将成为下一代MOS器件绝缘栅最有希望的候选材料.介绍了近年来HfO2栅介质材料在制备方法和电学特性方面的研究进展,提出了改善其电学特性的主要途径,其中包括非金属元素掺杂,构建组分渐变界面,设计准二元合金系统,制备堆垛积层结构,抑制界面层生长和选择适宜的电极材料等. 关键词:高介电常数; HfO2栅介质; 等效SiO2介电层厚度; 电学特性; [全文内容正在添加中] ......
衬底温度对射频磁控溅射制备HfO2薄膜结构的影响 吕反修1,赵云清2,吴平2,张师平2,俞必强3,闫丹2,邱宏2 (1.北京科技大学材料与工程学院,北京,100083;2.北京科技大学应用学院物理系,北京,100083;3.北京科技大学机械学院,北京,100083) 摘要:采用射频磁控溅射法在氧氩比为0.2的混合气氛中,分别在室温,100℃,200℃,250℃,300℃,350℃和400℃温度下,在P-Si(100)衬底上制备了HfO2薄膜,并用SEM,XRD和AFM研究了衬底温度与薄膜沉积速率对微结构的影响.结果表明:随着衬底温度的增加,薄膜沉积速率呈减小趋势.室温沉积的HfO2薄膜为非晶态,当衬底温度高于100℃,薄膜出现单斜晶相,随着衬底温度继续增加,(111)择优取向更加明显,晶粒尺寸增大,薄膜表面粗糙度减小. 关键词:射频磁控溅射; HfO2薄膜; 衬底温度; 微观结构......
高介电栅介质材料HfO2掺杂后的物理电学特性 赵红生1,周阳4,常爱民1,姚金城1,李锋1,张东炎1,武德起1 (1.中国科学院新疆理化技术研究所,乌鲁木齐,830011;2.中国科学院,北京半导体所,北京,100083;3.中科院研究生院,北京,100049;4.河北大学,物理科学与技术学院,保定071002) 摘要:采用激光分子束外延法(LMBE)在P型Si(100)衬底上沉积了(HfO2)x(Al2O3)Y(NiO)1-x-y,栅介质薄膜,研究了其热稳定性以及阻挡氧扩散的能力.X射线衍射表明在HfO2中掺入Ni和Al元素明显提高了其结晶温度.原子力显微镜测试显示:在N2中退火后薄膜表面是原子级平滑连续的,没有发现针孔.900℃N2中退火后的薄膜在高分辨透射电镜下没有发现硅酸盐界面层.实验结果表明在氧化物薄膜与硅衬底之间引入Ni-Al-O置入层能够防止硅酸盐低介电界面层的生成......
二氧化铪(HfO2)晶态薄膜的液相自组装制备与表征 谈国强1,苗鸿雁1,夏傲1,刘剑1,贺中亮1 (1.陕西科技大学,陕西,西安,710021) 摘要:以硫酸铪和盐酸为原料,采用液相自组装技术,以十八烷基三氯硅烷(OTS)为模板制各了二氧化铪晶态薄膜.通过表面接触角测试仪观察有机层表面接触角变化,探讨了前驱液pH值.薄膜沉积温度和煅烧温度对HfO2薄膜的影响.通过XRD,SEM等测试手段对HfO2薄膜的物相组成,显微结构和表面形貌进行了表征,结果表明:利用自组装技术在500℃热处理后成功制备出了立方相HfO2晶态薄膜,当沉积温度为70~80℃,HCl浓度为0.3 mol/L时,HfO2薄膜表面均匀致密,生长良好. 关键词:OTS-SAMs; HfO2; 薄膜; [全文内容正在添加中] ......
水热合成法制备HfO2薄膜(英文)沈军,王生钊,王晓栋,张志华,周斌,吴广明同济大学摘 要:以HfOCl2·8H2O为前驱体采用水热合成法制备了HfO2溶胶,采用旋涂法制备了HfO2-PVP薄膜.利用透射电镜和粒度分析仪观察和表征HfO2溶胶的微观结构和粒度分布.实验发现,通过调整不同的水热合成温度,反应物前驱体浓度,溶液的pH值和水热合成时间等制备条件,可以在3~100nm范围内对HfO2溶胶颗粒的大小进行控制.分别采用椭偏仪,原子力显微镜,傅里叶红外变换光谱对HfO2–PVP薄膜的形貌和结构进行了表征和测量.结果表明,旋涂法制备的HfO2-PVP薄膜的粗糙度小于0.5nm,折射率达1.75左右.实验还发现,HfO2薄膜的激光损伤阈值达到15J/cm3(1064nm,1ns),HfO2-PVP薄膜的......