硅基零失配高k栅介质纳米超薄膜的基础研究

项目名称： 硅基零失配高k栅介质纳米超薄膜的基础研究

项目编号： No.51302328

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 王金星

作者单位： 重庆大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 利用高k薄膜替代二氧化硅作为栅介质，可以破解由于集成电路进一步小型化所带来的漏电流这一重大瓶颈问题。本课题拟通过晶格复合的思路，利用氧化钆（Gd2O3）和氧化钕（Nd2O3）这两种单体,通过晶格互补，合成一种全新的(GdxNd1-x)2O3复合晶体，尝试得到零失配零应变的纳米超薄膜。通过详细、系统的实验分析和第一性原理理论计算，研究该复合晶体的晶体结构和电学性能等，着重关注Gd/Nd原子配比的影响、晶格中Gd 与Nd原子的位置、氧元素在界面的形态与影响、界面上Si O Gd Nd原子的键接情况、应力应变、晶体缺陷等结构方面以及新晶体的电学性能等方面的基础问题，为该复合晶体作为下一代MOSFET的栅介质打下基础。

中文关键词： 高介电；栅介质；纳米薄膜；晶格互补；

英文摘要： With the further downscaling of the integrated circuits, conventional SiO2 can not meet the gate dielectric demands of the transistors due to the well-known leakage current problem. In our previous studies, we found that individual Gd2O3 or Nd2O3 film grown on the Si substrate show opposite characteristics in lattice mismatch with Si. Therefore, we plan to to create a new composite crystal (i.e.(GdxNd1-x)2O3) with less strained structure and feasibly perfect match with Si. The growth law, crystal structure and electrical properties of the new combined system will be investigated through experimental analysis and first - principles calculation. Furthermore, the main concerns in our project are as follow: i) the growth theories and their influencing factors ii) structures including inner structures, interface structures, stress and strain, crystal defects, etc. iii) electrical properties of the new combined crystal. Our project may provide some new insights to exploring the next-generation MOSFET.

英文关键词： High-k；gate dielectric；Ultrathin film；Lattice complementation；