高K材料薄膜的制备

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1、电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment高K栅介质薄膜的制备报告人:雷雨秋时间：2014/11/29电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment绪论RCA清洗工艺高K栅介质薄膜制备方法原子层沉积ALD参考文献目录电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment绪论绪论摩尔定律：当

2、价格不变时集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。随着微电子技术的迅猛发展,集成电路的集成度不断增大,器件的尺寸不断缩小。MOSFET尺寸缩小到0.1μm以下EOT小于3nm。高K材料高介电常数确保足够的物理厚度降低由隧穿引起的漏电流二氧化铪：排除氧化层形成；优良的界面特性；良好热稳定性与抗腐蚀性；低的漏电流和超高稳定度；高介电系数；较宽的禁带宽度；高的折射率；较高的抗激光损伤阈值；与Si有很好的晶格匹配；在紫外到红外范围内透射率较高电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulati

3、onandPowerEquipmentRCA标准清洗工艺RCA标准清洗法(RadioCorporationofAmerican(RCA)standardcleaningprocedure)是1965年由Kern等人在RCA实验室首创的，并由此而得名。不同的清洗工艺是针对不同的表面结构和污染物种类而制定的。在随后的冲洗、烘干过程中污染物颗粒将会留在清洗液中,从而达到清洗效果。然而,污染物颗粒并不能完全进入清洗液中而被冲洗掉。硅片清洗流程中便采用了反复利用强氧化剂生成氧化膜然后再腐蚀的方法来达到更好的清洗效果。一般来讲其表面污染物主要包含有机杂质沾污、颗粒沾污和金属离子沾污。因

4、此,清洗溶液的选择要根据污染物的特点而制定。有机杂质沾污有机剂的溶解作用金属离子沾污化学方法电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipmentRCA标准清洗工艺含硫酸的酸性过氧化氢含胺的弱碱性过氧化氢氢氟酸溶液含盐酸的酸性过氧化氢RCA清洗流程主要有:SC一1DHFSC一21、SC一1SC一1溶液主要用来去除颗粒沾污和部分金属杂质。2、DHF氢氟酸溶液可用于去除SC一1溶液清洗时产生的自然氧化膜,化学反应式为:SiO2+6HFH2SiF6+2H2O2.3、SC一2溶液SC一2酸性溶

5、液可再次对自然氧化膜进行腐蚀从而达到对金属杂质的清洗效果。电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment在120oC的温度下的SPM溶液（H2SO4:H2O2=1:3）中清洗5分钟，以除去硅片表面的有机物与金属污染物；在去离子水（DIWater）中漂洗，以除去SPM和杂质；在HF溶液（HF:H2O=1:50）清洗1分钟，除去硅片表面的SiO2；在DIWater中漂洗，以除去残留的HF溶液；在80-90oC条件下的SC-1溶液（NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5）中清洗10

6、分钟，依靠NH4OH的溶解能力和H2O2的强氧化能力将有机污染物或附着的颗粒去除掉，同时NH4OH也可与某些金属污染物反应形成络合物而除去这些金属污染物；在DIWater中漂洗，以除去SC-1溶液和杂质；在HF溶液（HF:H2O=1:50）中清洗1分钟，除去硅片表面的SiO2；在DIWater中再次漂洗，以除去残留的HF酸；在80-90oC下的SC-2溶液（HCl:H2O2:H2O=1:1:6）中清洗10分钟，以去除碱金属（如Na、Ca、K等）及过渡元素的污染物；在DIWater中漂洗，以除去多于的SC-2溶液；在HF溶液（HF:H2O=1:50）清洗1分钟，除去硅片表面的

7、SiO2，最后用纯净的N2吹干；RCA标准清洗工艺电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment高K栅介质薄膜制备方法化学气相沉积（CVD）原子层沉积（ALD）物理气相沉积（PVD）真空蒸镀溅射镀膜电弧等离子体镀膜离子镀膜分子束外延电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment制备方法沉积原理沉积过程均匀性台阶覆盖性膜厚控