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通过XPS对Hf为主要成分的High-k物质的热稳定性研究

金华  
【摘要】: 通过X射线光电子能谱对沉积在Si基底上的High-K薄膜的热稳定性进行了研究。我们主要研究了铪为主要成分的高介电常数物质。我们分别准备了Al_2O_3-HfO_2层状、HfAlO及HfO_2薄膜样品。Al_2O_3-HfO_2及HfAlO样品又进行了快速热处理(RTA)。对RTA前后的XPS能谱比较,结果表明RTA处理对Al_2O_3-HfO_2样品的影响较大。 为了考察high-K物质与Si基底的界面反应,以温度为函数,对样品进行XPS光电子谱线测定。结果表明对于Al_2O_3-HfO_2样品在低于900℃就有明显的界面反应,而HfAlO较稳定。在950℃加热后,high-K物质将热降解为HfSi。各样品在加热过程中的变化与其在RTA处理后的结果是一致的。 High-K物质上镀有Si膜后的样品的热稳定性与没有Si膜沉积样品的热稳定性是一样的。在这些物质中,HfAlO样品与Si门电极有较好的相融性。 我们发现HfAlO薄膜的热稳定性较Al_2O_3-HfO_2层状结构及HfO_2薄膜的热稳定性好。


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