1、隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸按照摩爾定律不斷縮小，SiO2作為柵介質(zhì)材料在未來(lái)的幾年將難以滿足這一趨勢(shì)的要求，以此為背景應(yīng)用于下一代納米MOSFET的高介電常數(shù)柵介質(zhì)材料成為當(dāng)今微電子材料的研究熱點(diǎn)。 AlN薄膜具有一系列獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)和力學(xué)等方面有廣闊的應(yīng)用前景。尤其是AlN具有熱導(dǎo)率高、電阻率高、擊穿場(chǎng)強(qiáng)大、熱膨脹系數(shù)與GaN、GaAs等常用半導(dǎo)體材料匹配這些特性，使其被廣泛應(yīng)用。

2、本文在AlN薄膜作為新一代納米MOS器件絕緣柵介質(zhì)材料方面開展了一些研究工作。 首先綜述了AlN薄膜的制備、應(yīng)用和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，從材料的介電常數(shù)、帶隙、與Si的熱穩(wěn)定性、界面質(zhì)量、工藝兼容性、可靠性等方面入手綜合分析了AlN成為納米MOS器件柵介質(zhì)材料的可能性。 其次，通過(guò)計(jì)算分析AlN替代SiO2作為柵介質(zhì)材料的納米MOS器件電學(xué)特性的變化發(fā)現(xiàn)，在給定的初始條件下，這種結(jié)構(gòu)下器件可以承受4.3V的柵壓，源-漏飽和電流

3、為5.62×10-9A，隧穿電流可以減小到10-7A/cm2左右?？梢悦黠@改善由于尺寸減小對(duì)介質(zhì)層隧穿電流增大的影響。 最后，本文采用直流反應(yīng)磁控濺射法制備了高擊穿場(chǎng)強(qiáng)的AlN絕緣薄膜并分析了制備工藝條件對(duì)沉積的AlN薄膜的電學(xué)性能的影響。研究表明，工作氣壓、氮?dú)鉂舛群鸵r底溫度等因素都將顯著的影響AlN薄膜的結(jié)晶質(zhì)量和組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其電學(xué)特性。在保持其他工藝參數(shù)穩(wěn)定，工作氣壓為0.5～1.2Pa、氮?dú)鉂舛葹?0～80％、襯底