高K介质介绍

最近很忙，然后又有很多事情，今天又去了上海中心，所以，好像更新的东西变少了，我还是接着更新吧！上两张今天的成果照片好了，大家欣赏一下，嘿嘿！

手机比较渣，大家随便看看得了哈！

最近也没闲着，看了篇文章，介绍给大家了解了解好了，也大概能知道高K栅介质现在大致的进展情况。

稍早一些的IC工艺技术发展蓝图，那时候只到2013年，不过轨迹基本差不多。

对于上面的负面影响，解决方案就是高K材料的选择，即选择高介电常数的介质，则以保证栅介质厚度足够厚，防止隧穿电流，同时选择使用金属栅以克服多晶硅的耗尽效应，消除硼穿透效应。

近几年研究的高K材料的焦点主要集中在以下几种材料上，现在我们知道Hf基材料已经应用在了商业芯片上，但是同时研究其它材料同样重要，因为我们不知道什么时候Hf基材料又不适合了，或者其它材料是否有比Hf基材料更优的性能，这些都是要我们去进一步研究的东西。

对比几种高K材料的性能，HfO2和ZrO2确实更好一些，但它们也有自己的缺点，需要进一步优化以改善其缺点。

Hf基高K材料的研究: 单纯的HfO2还是不行的，还要加入新的元素来改善其低的结晶温度，以及其它缺点。

HfON材料可以改善一部分性能：

HfAIO和HfAION：随着AL含量的增加，材料的介电常数降低，不利于有效栅氧厚度的增加，但AL的加入确实提高了结晶温度，减小了栅漏电流。

下图可以看出，几种特性之间的关系，也就是说针对工艺，需要有取舍的选择一定的AL含量来达到一定的目的，同时放弃一定的性能。

HfSiO和HfSiON：硅的引入还是有很多优点的，但降低了EOT，无法满足进一步缩小器件尺寸的要求，只能满足过渡期的要求，要进一步应用到更小的线宽工艺上，需要更厚的电介质厚度，即需要更高的K值材料。

HfTaO和HfTaON：加入Ta，特性优化明显

在HfTaO的基础上进一步引入N，可以有更优的性能，是未来的发展趋势，只是这样做使得工艺的复杂度大幅度提高，不利于量产。

SiON/高K介层叠结构：

新型高K材料存在的问题：高K材料的优化仍然是有上升空间的，关键看工艺如何控制，以及选择何种元素的加入。

高K栅介质的制备工艺：PVD,MOCVE,ALD

ALD被广泛使用：

掺氮工艺：掺氮工艺由于可以明显改善器件的特性，因此被广泛应用

掺氮的优缺点：

1. 热氮化方法：缺点较明显

2. 等离子体氮化方法：此种方法优点明显，如何控制等离子体氮化的条件是大规模生产的关键

3.氮离子注入技术：这种方法的缺点太明显，不适合大规模生产

4. 先氮化再氧化方法：这种方法明显有很多优势，没有明显的缺点，适合一定的工艺使用。

高K的F钝化研究：引入F看起来有很多优点，需要进一步研究其其他优缺点。

好了，今天的内容分享到这里，大家看课件要抓住重点，很多研究都是各方面的观点，究竟选择哪一种方法，要看实际工艺的需求，对于工艺没有那么复杂，或者要求高的，并不一定非要最优化的工艺，工艺的复杂化会导致成本的增加，以及良率控制的困难，这一点大家要多注意，也就是说，虽然我又100分能力，但并不一定做什么事情都要用到100分的能量，用掉80分的能量如果就可以做的很好的话，没必要非用到自己的极限，一旦用到自己的极限，那么出问题，或者失败的概率将明显增加。