高k电介质中的深能级陷阱和晶粒间界研究

项目名称： 高k电介质中的深能级陷阱和晶粒间界研究

项目编号： No.61176080

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 信息四处

项目作者： 张满红

作者单位： 华北电力大学

项目金额： 63万元

中文摘要： 随着CMOS器件的进一步等比例缩小，必须采用高k电介质作为栅介质以减小栅漏电流和克服短沟道效应。但是这些材料和SiO2相比，常常含有或会产生很多深能级陷阱。另外这些材料在较高的温度退火时也会结晶，形成很多晶粒间界。这些深能级陷阱和晶粒间界会引起栅介质中陷阱辅助的隧穿电流、减小击穿电压以及降低沟道载流子的迁移率，因此必须研究他们的性质以提高高k介电质材料的质量。陷阱捕获和发射电子的过程是多声子过程，伴随着陷阱周围原子位置的弛豫。目前文献提出了三种多声子跃迁的机制，它们各自给出的电子捕获和发射几率很不相同。但大多数文献都不加分析地采用一种机制来拟合实验结果。本项目的目标之一是统一三种多声子跃迁机制，并进一步考虑陷阱的激发态的影响；目标之二是发展表征高k电介质中原生的和再生的深能级陷阱和晶粒间界实验方法及并研究它们对CMOS器件性能的影响；目标之三是利用多声子跃迁模型来分析模拟实验结果。

中文关键词： 深能级陷阱；多声子相互作用；电荷泵；存储器；密度泛函理论

英文摘要：

英文关键词： deep traps；multiple-phonon interaction；charge pumping；memory；density functional theory