优化高k/InAlAs金属氧化物半导体电容器中HfO2-Al2O3层状介质的物理特性与漏电流特性研究

摘要： 高k值/ n型InAlAs金属氧化物半导体电容器在InAs/AlSb和InAlAs/InGaAs高电子迁移率晶体管的隔离栅极中应用广泛。本研究采用优化工艺成功制备了一种新型HfO?-Al?O?叠层介质的高k值/n型InAlAs金属氧化物半导体电容器。与传统HfO?/n型InAlAs电容器相比，该新型器件具有更大的等效氧化层厚度。通过对比研究两种介质结构（HfO?(8nm)-Al?O?(4nm)叠层与HfO?(4nm)-Al?O?(8nm)叠层）的器件，分析了HfO?与Al?O?厚度比对器件性能的影响。研究发现：采用HfO?(4nm)-Al?O?(8nm)叠层介质的器件表现出更低的等效氧化层电荷密度和显著更高的导带偏移量，在-3至2V偏压范围内漏电流可降至10??A/cm2以下的极低值。实验证明，HfO?厚度为4nm、Al?O?厚度为8nm的叠层介质能提升高k值介质在InAlAs材料上的性能表现，有利于后续应用拓展。