金属氮化物与锗接触特性研究

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为(硅基光电子材料与器件)课题(组)的研究成果，获得(硅基光电子材料与器件)课题(组)经费或实验室的资助，在(半导体光子学研究中心)实验室完成。声明人(签名)：关艨迂础忏年S-af7日厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和

2、使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。?(V)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经

3、厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：吴尹囊丝加／千年手月／7日摘要锗(Ge)材料因其较高的载流子迁移率以及与硅工艺兼容的性质成为下一代高性能集成电路半导体MOSFE器件沟道的首选替代材料。然而金属／Ge接触界面存在强烈的费米能级钉扎效应，形成较高的接触势垒和较大的接触电阻，影响了器件性能提升。因此，研究Ge费米能级钉扎效应本质，调制金属／n．Ge的接触势垒高度，以及寻找获得欧姆接触的途径具有重要的研究意义和应用价值。本论文利用反应磁

4、控溅射的方法得到不同组分的WNx／n．Ge与TiN,,／n．Ge接触材料，研究了金属氮化物与n．Ge接触势垒高度调制方法与机理，取得的主要成果如下：1．通过反应溅射方法制备TiN。薄膜电极，当溅射时氮气流量为1sccm时，可形成组分为TiNol薄膜电极，而当氮气流量增加至2sccm，薄膜中氮的组分增加为TiN。8。同样利用改变氮气的分压的方法，我们溅射制备了不同组分的WNx薄膜。2．研究了以变组分金属氮化物为电极调制与n．Ge接触势垒高度的方法和机理。电学测试表明，不论是TiN。／n．Ge或WNx／n．Ge接触，其势

5、垒高度均随着薄膜电极中N元素的含量的增加而降低。当TiN。与WNx中N元素的含量达到一定值时，便可实现良好的欧姆接触。其中，WNx／n．Ge接触的比接触电阻测试为3．1x10‘4衅cm。3．从理论上分析和建立了界面偶极子模型，解释了变组分金属氮化物对与n．Ge接触势垒高度的调制机理：由于N、Ge电负性相差较大，金属氮化物与Ge接触界面存在的N．Ge键可视为由金属氮化物方向指向Ge表面的电偶极子。这些偶极子形成偶极子层，通过附加电场改变接触界面的能带结构，从而降低了金属氮化物／n．Ge接触的势垒高度。关键词：锗；费米能

6、级钉扎效应；肖特基势垒高度；氮化钛；氮化钨IIAbstractGermanium(Ge)isrenewedasoneofthepromisingcandidatechannelmaterialsfornextgenerationhighperformanceintegratedcircuitsduetoitshighcarriermobility．AndFurthermore，sinceGeisagroupIVelementlikeSi，itiscompletelycompatiblewithcurrentmanuf

7、acturingfacilitiesasitdoesnotactasadopantimpurity．However,theFermi-levelpinningeffect(FLP)atmetal／Geinterfacesleadtoalargebarrierton—typeGeandahighcontactresistance．Therefore，theresearchonalleviationofFLPandreductionofthespecificcontactresistivityofmetal／n+-Geb

8、ecomesacriticalissueinfabricationofGedevices．ThisthesisaddressesthemechanismofmodulationofSchottkybarrierheightinthemetalnitrides／n·Gecontacts．Compositionaltitaniumnitridean