新型高K栅介质ZrO2薄膜材料的制备及表征

采用超高真空电子束蒸发法制备了新型高 K栅介质-非晶 ZrO2薄膜. X射线光电子能谱 (XPS) 中 Zr3d5/2 和 Zr3d3/2 对应的结合能分别为 182.1eV和 184.3eV, Zr元素的主要存在形式为 Zr4+,说明薄膜由完全氧化的 ZrO2组成 ,并且纵向分布均一.扩展电阻法( SRP)显示 ZrO2薄膜的 电阻率在 108Ω@ cm以上,通过高分辨率透射电镜( HR- XTEM)可以观察 ZrO2/Si界面陡直,没有 界面反应产物 ,证明 600℃快速退火后 ZrO2薄膜是非晶结构.原子力显微镜( AFM)表征了薄膜的 表面粗糙度,所有样品表面都很平整,其中 600℃快速退火样品 (RTA)的 RMS为 0.480nm.     

新型高k栅介质材料研究进展

随着半导体技术的不断发展，MOSFET（metal-oxide-semiconductor field effect transistor）的特征尺寸不断缩小，栅介质等效氧化物厚度已小至nm数量级。这时电子的直接隧穿效应将非常显著，将严重影响器件的稳定性和可靠性。因此需要寻找新型高k介质材料，能够在保持和增大栅极电容的同时，使介质层仍保持足够的物理厚度来限制隧穿效应的影响。本文综述了研究高k栅介质材料的意义；MOS栅介质的要求；主要新型高k栅介质材料的最新研究动态；展望了高k介质材料今后发展的主要趋势和需要解决的问题。     

一种制备单分散超小粒径氧化硅颗粒的新方法

在氨水催化水解正硅酸乙酯(TEOS)过程中,采用一种新方法制备了单分散的超小粒径氧化硅。加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够有效的减小氧化硅颗粒的粒径大小,氧化硅粒径随着PVP的增加而减小。通过优化工艺参数,制备得到了单分散的、粒径只有11nm的氧化硅颗粒。而且,在相同的反应体系中,所制备的氧化硅颗粒能够作为晶种再次生长,通过滴加不同浓度的TEOS能够得到粒径大小可控的氧化硅颗粒。     

压印技术制备超高密度Si_2Sb_2Te_5基相变存储阵列

采用低成本、高效率的压印技术实现了高密度相变存储器(PCRAM)存储阵列的制备,开发出Si2Sb2Te5(SST)新材料的4Gbit/inch2存储阵列,存储单元面积为0.04μm2;利用SEM观测压印获得的光刻胶图形阵列以及刻蚀后的SST存储阵列,其单元外形均具有高度的一致性,且单元特征尺寸的3倍标准差均小于6nm;利用AFM研究了SST存储单元的I-V特性,阈值电压为1.56V,高、低电阻态阻值变化超过两个数量级。实验结果表明了SST新材料及压印技术在PCRAM芯片中的应用价值。     

硅衬底超精密CMP中抛光液的研究

针对硅衬底的化学机械抛光,采用自制的大粒径硅溶胶抛光液进行抛光实验,研究了抛光液中主要组分对抛光速率和表面平整度的影响,以提高抛光速率和抛光质量,采用测厚仪、AFM、台阶仪对抛光速率和表面进行了测试和表征.通过优化实验获得了高速率、高平整的抛光表面.去除速率(MRR)达697nm/min,表面粗糙度(RMS)降低至0.4516nm,在提高抛光速率的同时对硅片实现了超精密抛光.     

自主新型SiSbTe相变材料与全功能PCRAM实验芯片

中科院上海微系统与信息技术研究所经过多年努力，发现了自主SiSbTe体系相变材料，验证了SiSbTe具有低于传统Ge2Sb2Te5的功耗、更高的数据保持力和更快的相变速度。     

相变存储器器件单元测试系统

通过计算机控制脉冲信号发生器和数字信号源等硬件设备,实现对硫系化合物随机存储器(C-RAM)器件性能的测试.该系统主要有电流与电压关系测试、电压与电流关系测试、电阻与所加的脉冲信号关系的测试和疲劳特性测试等模块组成.通过这些测试从而找出写脉冲信号与擦脉冲信号的高度和宽度的最佳参数、C-RAM器件的阈值电压、循环寿命等重要参数.此系统不仅为研究C-RAM器件的速度、功耗、可靠性等提供了一个途径,又为C-RAM的工艺和结构参数的研究提供了试验平台.     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时，制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响. 主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况，探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理. 实验结果表明，不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别，而随着溅射气压的上升，薄膜方块电阻随退火温度的增加，下降的速率增加，意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低     

硅晶片双面超精密化学机械抛光

为提高硅晶片双面超精密抛光的抛光速率,在分析双抛工艺过程基础上,采用自制大粒径二氧化硅胶体磨料配制了SIMIT8030-Ⅰ型新型纳米抛光液,在双垫双抛机台上进行抛光实验.抛光液、抛光前后厚度、平坦性能及粗糙度通过SEM、ADE-9520型晶片表面测试仪、AFM进行了表征.结果表明:与进口抛光液Nalco2350相比,SIMIT8030-Ⅰ型抛光液不仅提高抛光速率40%(14μm/h vs 10μm/h);而且表面平坦性TTV和TIR得到改善;表面粗糙度由0.4728nm降至0.2874nm,即提高抛光速率同时显著改善了抛光表面平坦性和粗糙度.     

基于0.13μm工艺的8Mb相变存储器

采用0.13 μm工艺,4层金属布线,在标准CMOS技术的基础上增加3张掩膜制备了一款8 Mb相变存储器.1.2V的低压NMOS管作为单元选通器,单元大小为50 F2.外围电路采用3.3V工作电压的CMOS电路.Set和Reset操作电流分别为0.4 mA和2 mA.读出操作的电流为10 μA,芯片疲劳特性次数超过了1...