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法国科学家发现超级高k材料，潜在应用前景广阔
发布日期：2003/4/10 10:45:06

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   法国光学和射频微机电系统(RF MEMS)设备开发公司Memscap SA的首席科学家Lionel Girardie日前表示已发现一种超级高介电常数材料，潜在应用前景十分广阔。



    该科学家声称，这种材料可能适合取代栅层叠(gate-stack)、应用中的二氧化硅。目前，大型半导体公司的许多研究人员都在从事这方面的研究。



    Lionel Girardie表示：“我已找到一种高介电常数材料，它具有较低的漏电流和较高的击穿电压。而且，了解其参数的大多数半导体晶圆厂商都希望将该技术用于DRAM、MIM电容器、嵌入式RAM和栅层叠。该材料的EOT厚度只有9埃，我从未看到过介绍这种材料的论文，也未曾看到关于这类材料的专利。”



    Girardie介绍说，这种材料是原子层沉积(ALD)形成的纳米层压品的合金材料。它是由铝和铪氧化物，以及一些稀土元素和镨元素的原子组成。所以，这种材料本身以及它的沉积方法都不同寻常。例如，铪氧化物是人们研究用于替代二氧化硅门绝缘体的材料。而大部分化学和材料工程师感到，随着芯片制造工艺达到90纳米以下的水平，必须采用其它材料来代替二氧化硅门绝缘体。而ALD作为制作超薄绝缘层的最佳工艺正在受到广泛支持。



    Girardie表示：“关键是为每层材料找出最佳的化学计算法，而且pre-cursor材料十分重要。多数人还在为解决氯化物污染问题而苦恼。”



    化学计算法是化学反应中反应物完全反应时各反应物之间的质量对比关系。Girardie说，对于他所发现的高介电常数材料来说，各层的化学计算法都不相同，这种不同导致了各层材料边界之间出现散射效应。



    Girardie说，这种高介电常数材料最多可以做成七层。



    但Girardie指出，在绝缘体内可比较有用的化学计算法差别和电子散射效应，对于硅界面来说却是个不利因素，尽管主要是与表面清洁和表面准备过程留下的致污原子有关。



    Girardie表示：“门氧化物的替代材料面临的主要问题是如何使晶体管沟道因表面电子捕获而具有较高的迁移率。大家都面临这个问题。我们正在制作一个晶体管，以证明我们的高介电常数材料可以取代门氧化物。我们正与一家晶圆代工厂商合作，采用130纳米工艺制造上述晶体管。”



    Girardie尚未在学术会议或专业刊物上介绍过Memscap的高介电常数材料。Girardie表示，Memscap最近加大了对高介电常数材料的研究力度，并在努力进一步提高