1、隨著集成電路尺寸的進一步縮小，納米尺度的CMOS器件面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和物理問題已成為當(dāng)前迫切而重要的研究課題，其中由于高k介質(zhì)薄膜的優(yōu)異物理特性和引人矚目的應(yīng)用前景，當(dāng)前的高k介質(zhì)薄膜研究已經(jīng)成為了微電子領(lǐng)域中的一大熱點。本文利用原子層沉積技術(shù)制備了高質(zhì)量的高k介質(zhì)薄膜，并結(jié)合微納加工技術(shù)研究了其在生物微流體和微電子場效應(yīng)管器件中的應(yīng)用。
　　 首先，采用原子層沉積技術(shù)制備出Al2O3和HfO2介電薄膜，利用原子力顯微鏡對其表面形

2、貌進行了表征，研究了沉積溫度和膜厚對其表面粗糙度的影響和規(guī)律。此外，研究了兩種薄膜的介電特性和漏電及擊穿特性，結(jié)果表明利用原子層沉積制備的的介質(zhì)薄膜具有較高高介電常數(shù)(10～20)，極低的漏電流(電壓為18V時小于1μA/cm2)和較高擊穿電壓(高于65V)，是理想的柵介質(zhì)層。
　　 其次，利用原子層沉積系統(tǒng)生長的Al2O3薄膜充當(dāng)柵介質(zhì)層，制備出頂柵結(jié)構(gòu)的ZnO納米線場效應(yīng)管，研究其輸出特性。場效應(yīng)管性能測試結(jié)果表明Al2O3

3、薄膜充當(dāng)柵介質(zhì)層可以大幅度降低器件的工作電壓，使其工作在5 V以內(nèi)，進一步可以有效降低電路的功耗。
　　 最后，利用原子層沉積的介質(zhì)薄膜具有表面平整性，一致性和保型性等眾多優(yōu)點，研究其在生物微流道器件中的應(yīng)用。利用聚焦離子束刻蝕在Si3N4薄膜上制做納米孔，通過原子層沉積生長的Al2O3薄膜來修飾納米孔，使其孔洞周圍的噪聲特征減小，同時縮小孔洞，使尺寸達至微流體器件應(yīng)用于檢測、傳感生物大分子領(lǐng)域中的要求。研究結(jié)果表明，通過優(yōu)化制