《稀土高K栅介质材料》主要介绍稀土高K栅介质材料Er2O3、Tm2O3薄膜的生长、结构及其特性，重点介绍了利用分子束外延方法获得超薄高K氧化物薄膜的方法。并运用多种手段对薄膜的生长过程、结构、电学特性及能带排列等进行了研究。《稀土高K栅介质材料》较为全面、系统地介绍了Er2O3、Tm2O3，作为高K栅介质候选材料的制备及相关物理性质。

　　与si接触时的热稳定性对内存应用不是一个重要考虑的方面，因为在内存应用中，介质材料是直接与氮化硅或者金属相连接的。不过对于MOSFET应用。热稳定性就是一个大问题，详见第3.4节。
　　表格中材料的k值从7到80是一个很大的跨度。单纯从k的角度来说，当然是希望k尽可能高，不过栅介质的可替代材料不仅要考虑k值，而且还要考虑材料本身的能带结构和与si的能带偏移。由于栅介质的用途是切断导电沟道与栅电极之间的直接电联系，它本身必须是良好的绝缘体。SiO2是优良的绝缘体，带隙高达8.9eV，远高于Si的带隙（1.12eV），且与Si的能带偏移也大。一般来说，大带隙不等于绝缘良好，还与相接触的材料有关。这涉及到隧穿过程。
　　有两种隧穿过程需要考虑：直接隧穿和Fowler—Nordheim（FN）隧穿。图1—5给出了这两种隧穿过程的示意图。
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第1章 绪论
1.1 引言
1.2 MOSFET的按比例缩小
1.3 栅介质的按比例缩小
1.3.1 栅介质的漏电流和功率损耗
1.3.2 SiO2的极限问题
1.4 用高K材料代替SiO2作为栅介质的必要性
及其特性需求
1.4.1 高介电常数与高K／Si界面势垒
1.4.2 高K材料与Si的热稳定性
1.4.3 高K材料与Si的界面质量
1.4.4 高K材料的薄膜形态
1.4.5 工艺兼容性
1.5 稀土高K栅介质材料
参考文献

第2章 薄膜的生长技术和表征技术
2.1 锗硅的分子束外延生长技术
2.1.1 分子束外延技术简介
2.1.2 锗硅分子束外延系统
2.1.3 硅衬底片的清洗
2.1.4 锗衬底片的清洗
2.2 表征技术
2.2.1 反射式高能电子衍射
2.2.2 俄歇电子能谱
2.2.3 原子力显微镜
2.2.4 X射线衍射
2.2.5 X射线光电子能谱
2.2.6 透射电子显微镜
2.2.7 电学性质表征
参考文献

第3章 Er：O3薄膜的生长、结构及其物理性质
3.1 单晶Er2O2薄膜在si（om）衬底上的生长及
电学性质
3.1.1 单晶Er2O2薄膜的生长
3.1.2 气压及村底温度对薄膜生长的影响
3.1.3 单晶Er2O2薄膜的电学性质
3.2 单晶Er2O3薄膜在Si（111）衬底上的生长
3.2.1 不同村底对薄膜结晶度的影响
3.2.2 不同衬底对薄膜表面形貌及界面的影响
3.3 非晶Er2O3薄膜在Si（001）衬底上的生长及
电学性质
3.3.1 非晶Er2O2薄膜的生长
3.3.2 组分与结构特性
3.3.3 高真空退火样品的电学性质
3.3.4 氧气氛退火对非晶Er2O2薄膜结构及
电学性质的影响
3.4 Er2O2薄膜的热稳定性
3.4.1 气氛对Er2O3薄膜热稳定性的影响
3.4.2 温度Er2O3薄膜热稳定性的影响
3、4.3 村底晶向Er2O3薄膜热稳定性的影响
3.5 ErzO3／Si的能带偏移及漏电流输运机制
3。5.1 Er2O3／Si的能带偏移
3.5.2 AI（Pt）／Er2O3／Si结构的FN隧穿
参考文献

第4章 Tm2O3薄膜的生长、结构及其物理性质
4.1 单晶Tm2O3薄膜在si（om）衬底上的生长及物理性质
4.1.1 单晶Tm3O4薄膜的生长
4.1.2 单晶Tm3O4薄膜的微结构
4.1.3 生长气压对薄膜微结构的影响
4.1.4 单晶Tin2O2薄膜的电学性质
4.1.5 单晶Tm2O3薄膜的热稳定性
4.2 非晶Tm2O3薄膜在Si（001）衬底上的生长及电学性质
4.2.1 非晶Tm2O3薄膜的生长
4、2.2 非晶Tra2O3薄膜的电学性质
4.3 Tm2O3／Si的能带偏移及漏电流输运机制
4，3.1 Tm2O3／Si的能带偏移
4.3.2 Al（Pt）／Tin2O3／Si结构的FN隧穿
4.4 金属／Tm2O3／si结构漏电流输运机制及能带图
参考文献

第5章 Er2O3薄膜在高迁移率衬底上的生长及物理性质
5.1 Er2O3薄膜在Ge（ooi）衬底上的生长及电学性质
5.1.1 Er2O2薄膜在Ge（001）衬底上的生长
5.1.2 温度薄膜生长的影响
5.1.3 温度对薄膜电学性质的影响
5.2 Er2O2／Ge的能带偏移
5.3 Er2O4薄膜的局域电学性质及退火对其影响
5.3.1 Er2O3薄膜的形貌与局域电学性质
5.3.2 氧气氛退火对薄膜局域电学性质的影响
5.3.3 氮气氛退火对薄膜局域电学性质的影响
5.3.4 退火前后形貌特征
5.3.5 Er2O3薄膜的局域组分、结构与电学性质的关系
参考文献