镧系元素掺杂二氧化铪的介质弛豫和更高介电常数研究

项目名称： 镧系元素掺杂二氧化铪的介质弛豫和更高介电常数研究

项目编号： No.60976075

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 赵策洲

作者单位： 西交利物浦大学

项目金额： 35万元

中文摘要： 掺杂氧化铪是新近发现的一类具有更高介电常数的栅氧介质，本项目主要研究其在22nm集成电路工艺技术中的应用。本研究的目标是：在现有研究的基础上，通过抑制掺杂氧化铪的介质弛豫，将其介电常数提高到 40以上。为此，本项目主要研究以下五方面内容：1、优化掺杂氧化铪介质薄膜的生长条件和退火条件，从而控制其单斜晶相、立方体晶相和四面体晶相的晶粒尺寸，并降低其残余应力；2、选择不同掺杂元素和掺杂浓度，来抑制掺杂离子扩散所导致的介质弛豫；3、研究介质中氧空位和电子陷阱所形成的偶极矩对介质弛豫的影响；4、研究减小高k介质和硅衬底间界面层的残余应力的方法；5、测试介质薄膜的漏电流和平带电压漂移，分析镧系氧化铪介质的可靠性。在此基础上，本项目将基于Curie-vonSchweidler定律和Kohlrausch-Williams-Watts关系，建立高k介质中介质弛豫的理论模型，并研究模型背后的物理意义。

中文关键词： 22nm技术；氧化铪掺杂；介电常数；介质弛豫；高k介质

英文摘要：

英文关键词： 22nm node；doped hafnium oxide；dielectric constant；dielectric relaxation；high-k dielectrics