氧气对磁控溅射HfO_2薄膜电学性能的影响

摘要

采用射频磁控溅射法在无氧和有氧气氛下制备了HfO2薄膜。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、椭圆偏振光谱(SE)以及电容-电压(C-V)测试对薄膜的结构、成分、HfO2/Si界面和HfO2栅介质MOS结构的电学性能等进行了分析表证。结果表明,溅射过程中通入氧气后,薄膜出现了较明显的结晶化;薄膜的氧化程度得到提高,成分更接近理想化学计量比HfO2。在HfO2/Si界面处存在的SiO2界面层,有氧条件下界面层的厚度增大。氧气的通入改善了HfO2栅介质MOS结构的电学性能。