高介电常数栅介质薄膜可控生长机理、微观结构与电学性质的理论研究

项目名称： 高介电常数栅介质薄膜可控生长机理、微观结构与电学性质的理论研究

项目编号： No.20973052

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 任杰

作者单位： 河北科技大学

项目金额： 31万元

中文摘要： 集成电路的发展对我国信息产业至关重要，它的发展一直遵循着著名的摩尔定律：即集成电路的集成度每3年增长4倍，特征尺寸每3年缩小√倍。随着特征尺寸的缩小，当金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中栅介质的等效氧化物厚度小至几纳米时，电子的直接隧穿效应将非常显著，这将严重影响到器件的稳定性和可靠性。而研究新型高介电常数（高k）栅介质材料取代传统的二氧化硅栅介质，能有效地抑制栅泄漏电流并保证较大的驱动电流。原子层化学气相淀积（ALD）是制备高k栅介质的一项最新技术，在国际上属于微电子与先进材料的交叉前沿研究领域。目前制约这项研究的许多理论问题尚未得到解决。本项目将采用第一性原理（量子化学）方法探索高k栅介质ALD过程中涉及的可控生长机理，以及高k介质薄膜的微观结构和电学性质关系等问题，研究结果将为制备高质量的高k介质材料提供理论基础。

中文关键词： 高介电常数；栅介质；生长机理；密度泛函理论；缺陷

英文摘要：

英文关键词： high permittivity；Gate dielectrics；Growth mechanism；Density functional theory；Defects