热ALD和等离子增强ALD沉积HfO2薄膜的比较

摘要：

以四(甲乙胺)铪(TEMAHf)作为前驱体,采用热原子层沉积(TALD)技术和等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术分别在硅衬底上沉积二氧化铪(HfO2)薄膜.分别研究了水和臭氧作为共反应物对TALD HfO2薄膜性能的影响及采用电容耦合等离子体(CCP)PEALD HfO2薄膜的最佳工艺条件.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光电子能谱(XPS)对不同工艺制备的HfO2薄膜的微观结构、表面形貌进行了表征.结果 表明,反应温度为300℃时,TALD 50 nm厚的HfO2薄膜为单斜相晶体;PEALD在较低反应温度(150 ℃)下充分反应,所沉积的50 nm厚的HfO2薄膜杂质含量较低,薄膜未形成结晶态;PEALD工艺得到的HfO2薄膜的界面层最厚,主要为硅的亚氧化物或铪硅酸盐.电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试结果表明,以水作为氧源且反应温度300℃的TALD工艺所得到的HfO2薄膜,其金属-绝缘体-半导体(MIS)器件的漏电流及电滞回线最小.

关键词：二氧化铪(HfO2)、原子层沉积(ALD)、热原子层沉积(TALD)、等离子增强原子层沉积(PEALD)、介电常数

所属期刊栏目：44

分类号：TN304.055;TN304.21(半导体技术)

在线出版日期：2019-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：795-802