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In Al As与In Ga As,In As等具有良好的晶格匹配,及In Al As对载流子具有强的阻挡性,常被用作势垒层和表面阻挡层。一般的HEMT器件存在漏电大的缺陷,使得MOS HEMT应运而生,即在In Al As上淀积高k介质层。所以有必要对高k/In Al As结构进行研究。同时,因为Al2O3具有良好的界面特性,Hf O2有高的介电常数,Hf Al O既能吸收Hf O2和Al2O3的优点又能提高Hf O2结晶温度,所以将这三种介质形成的高k/In Al As MOS电容结构作为研究的重点。通过ALD技术在In Al As层上淀积Hf O2,Al2O3,Hf Al O形成高k/In Al As MOS电容结构,这些结构的形成经过In As层的湿法刻蚀,In Al As表面预处理,ALD淀积介质层,介质层淀积后的退火(PDA)和金属电极等研究步骤。运用高频C-V和椭偏仪测试提取不同厚度Hf O2,Al2O3,Hf Al O的相对介电常数,界面态和边界陷阱密度等参数。通过XPS测试获取样品中各元素的含量,存在形式以及结构的带偏等信息。研究表明,在不同厚度的Hf O2/In Al As结构中随着介质层厚度的降低,界面的各种性能不断恶化,其中包括Hf O2与In Al As晶格失配,界面态和In,As和O等元素在Hf O2中扩散程,这些会导致器件的整体性能的下降。不同组分的高k/In Al As MOS电容的分析表明,In,As和O元素更易在Hf O2中扩散;Hf Al O和Al2O3与In Al As的晶格匹配相对较好,Hf Al O和Hf O2/Al2O3与In Al As结合的整体性能较好,但界面态不低,在1012-1013 e V-1cm-2的数量级,导致介电常数和界面态等远高于相应的高k/Si MOS电容。Ileakage~Vg测试曲线及其ln I~Vg,ln(I/V)~Vg1/2和ln(I/V2)~-Vg-1变形曲线的研究发现,不同厚度的Hf O2/In Al As MOS电容结构在正电压下,随着介质层厚度的降低,漏电流急剧增加。低压区以热电子发射模型为主要的漏电传输机制,随着厚度的增加,热电子发射对应的电压区不断地减小。在高压区则以F-N和F-P模型为主。负向电压下,漏电流值相差不大,低电压区以热电子发射为主,高压则F-N和F-P模型为主。而在不同介质组分的高k/In Al As中正电压和负电压的漏电流彼此间相差不大。漏电流的输运模型与10nm Hf O2/In Al As MOS电容结构保持一致