多层介质薄膜制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：目前，微电子产业的主流技术任然是硅基cmos技术，然而随着集成度的提高，晶体管特征尺寸的按比例缩小，sio₂栅厚度的减薄是有物理极限的，muller、tang、neolon等分别用不同的物理模型和实验方法预测，保证sio₂带隙结构的最小厚度为0.7nm，即，在理论上达到这个临界点之前，sio₂任然能保持很好的绝缘特性。但超薄氧化物潜在的隧穿电流和器件失效问题将随着sio₂厚度的进一步减薄而变得严重，同时，对于栅厚度小于2nm的sio₂，还存在着严重的针孔问题和从多晶硅栅穿越sio₂到沟道的硼扩散，为了解决这些问题，使ic产业可持续发展，则需要比sio₂介电常数更大的高介电材料的绝缘介质。氧化钽由于其具有较高的介电常数低的漏电流密度，搞得击穿电压以及与目前的硅工艺相兼容等优点，一直被认为是sio₂的优良替代品之一。

氮化硅薄膜具有优良的光电性能和很高的化学稳定性，抗杂质扩散和水汽扩散能力强等特点。自swann和sterling报道氮化硅薄膜适于硅集成电路钝化以来，氮化硅薄膜在微电子和光电领域和应用日益广泛。由于氮化硅薄膜的超高硬度、高可靠性，优良的抗腐蚀能力和高温稳定性以及高温抗氧化性，氧化硅薄膜在材料表面改性的技术领域也有广阔的应用前景。

多层介质薄膜的研究将氮化硅薄膜、氧化钽薄膜交替生长在另一新薄膜上，新的薄膜将具有俩种薄膜的特性，使其应用更广泛，性能更优良。

2. 研究内容和预期目标

主要内容：(1)查阅文献，通过调研了解氮化硅和氧化钽薄膜的制备方法和应用情况；

(2) 学习蒸发法或者溅射法制备薄膜材料的原理和相关设备的应用；

(3) 利用蒸发法或者溅射法制备两种薄膜，并研究薄膜的光学和电学性能等；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

（1）文献调研法，查阅薄膜相关制备资料；

（2）采用溅射法或蒸发法制备薄膜；

4. 参考文献

[1] 明帅强, 文庆涛, 高雅增,等. 基于原子层沉积技术制备氧化钽薄膜及其特性研究[j]. 材料导报, 2021.

[2] 吴清鑫，陈光红，于映，等.pecvd法生长氮化硅工艺的研究[j].功能材料，2007, 38(5)：703-705.

5. 计划与进度安排

第七学期 2024年12月16-2024年1月10日 与指导教师联系，了解毕业论文总体情况和查阅文献资料任务。

第八学期：

（1）1周 2024年2月20日-2月26日 了解毕业论文任务书，再次向指导教师了解所选论文题目的状况和要求等；