HfO2超薄膜的铁电特性研究文献综述

 2022-01-02 04:01

全文总字数:2379字

文献综述

1.研究背景二氧化铪(HfO2)是一种具有宽带隙和高介电常数的陶瓷材料,由于它最可能替代硅基集成电路的核心器件金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的栅极绝缘层二氧化硅(SiO2),以解决MOSFET中传统SiO2/Si结构的发展的尺寸极限问题,近来在工业界特别是微电子器件研究领域被引起极度的关注。

因为随着集成电路(IC)晶体管的迅速缩小,对于传统的二氧化硅(Si02)栅极电介质的直接隧道漏电流和耗散率急剧增加,导致其已经无法满足IC晶体管的发展需要。

晶体管对于集成电路(IC)的功能和性能有增强效果,随着科技水平的提升和制作工艺的发展,IC中晶体管的通道长度和栅极电介质的厚度以及其它器件的尺寸都在迅速缩小,己经达到了传统的二氧化硅(SiO2)栅极电介质材料的物理电气特性的极限。

现在急需一种新型高介电质(K)材料替换传统的二氧化硅栅极电介质材料。

在诸多被选出用作栅极氧化物的高k材料中,Hf02具有高介电常数、宽带隙、高击穿电场、以及在Si衬底上良好的热稳定性[1]。

并且纳米级尺度的HfO2薄膜具有负电容效应,在研制超低功耗纳米尺度FET方面具有潜在的应用价值。

因此,Hf02是最理想的新型栅极电介质材料的候选者之一,且它的铁电特性意味着未来的铁电储存器具有很大的潜力。

2.HfO2薄膜材料研究进展半导体材料是第三次科技革命的基石,现代社会的高速发展离不开先进半导体材料的应用与研宄,其奠定了信息化技术,新能源与材料技术,空间与海洋探索技术等各个领域的快速发展的基础。

同时,随着科技的高速发展,人们对于半导体材料需求也在不断升级。

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