基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件研究的開題報(bào)告

基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件研究的開題報(bào)告一、課題背景和研究意義隨著半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，MOS晶體管成為集成電路中的重要組成部分之一。MOS晶體管已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)字、模擬和混合信號(hào)集成電路中。在研究MOS晶體管的過(guò)程中，人們不斷改進(jìn)和完善MOS晶體管的制造技術(shù)，以提高集成電路的性能和可靠性。高k柵介質(zhì)作為一種新型的介質(zhì)材料，可以有效地提高M(jìn)OS晶體管的性能，因此受到了廣泛的研究和關(guān)注。在Ⅲ-Ⅴ族化合物中，由于其高電子遷移率和載流子濃度，被廣泛應(yīng)用于高頻器件、光電器件和傳感器器件等領(lǐng)域。因此，研究基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件，對(duì)于在高性能集成電路方面的進(jìn)一步發(fā)展和提高具有重要的意義。二、研究?jī)?nèi)容和研究方法本次研究將重點(diǎn)研究基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件。主要任務(wù)包括以下幾個(gè)方面：1、根據(jù)高k柵介質(zhì)的物理特性，采用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積等技術(shù)制備高質(zhì)量的高k柵介質(zhì)。2、設(shè)計(jì)合適的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料體系，并采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積等技術(shù)制備高質(zhì)量的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體薄膜材料。3、運(yùn)用制備好的高k柵介質(zhì)和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料，通過(guò)不同的制備工藝，制備出基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件。4、通過(guò)測(cè)試分析器件的電學(xué)性能、結(jié)構(gòu)性能等，探究高k柵介質(zhì)對(duì)窄帶間隔之間存在的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體的缺陷的影響，研究高k柵介質(zhì)對(duì)器件性能所造成的影響機(jī)制，為后續(xù)改進(jìn)提供研究基礎(chǔ)。5、在研究過(guò)程中，借助多種表征技術(shù)，如電子顯微鏡、X射線衍射分析等，對(duì)制備出的高k柵介質(zhì)和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體薄膜材料進(jìn)行形態(tài)學(xué)和結(jié)構(gòu)分析。三、研究進(jìn)展和預(yù)期結(jié)果目前，本研究已完成了初步的文獻(xiàn)整理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。初步確定了制備高k柵介質(zhì)和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料的制備方案，并已經(jīng)進(jìn)行了一定程度的制備實(shí)驗(yàn)。下一步，將深入研究高k柵介質(zhì)和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料的制備和器件制備，并結(jié)合多種表征技術(shù)進(jìn)行分析和評(píng)測(cè)。預(yù)期將達(dá)到以下研究成果：1、成功實(shí)現(xiàn)基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件的制備。2、得到高質(zhì)量高k柵介質(zhì)和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料的制備方案。3、揭示高k柵介質(zhì)和Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料在MOS器件中的物理性質(zhì)，并研究其對(duì)MOS器件性能的影響機(jī)制。4、為高性能集成電路中的器件制備和設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持，并為推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。四、參考文獻(xiàn)[1]KwoJ,PaikSJ.High-kmaterials[M].SpringerBerlinHeidelberg,2010.[2]LiuY,LuN,WangX.High-kdielectricmaterialsandtheirapplicationsingateinsulators,memorycapacitorsandmicroelectronicdevices[J].ProgressinMaterialsScience,2015,72:97-157.[3]HuangS,ZhaoC,RenTL,etal.Studyontheinterfacepropertiesofhigh-kgatedielectric/III-Vcompoundsemiconductorinterface[J].JournalofSemiconductors,2014,35(3).[4]KuzumD,MartinsRP,RamaswamyN,etal.High-performancecarbonnanotubefield-effecttransistorwithtunablepolarities[J].NanoLetters,2012,12(5):2441-2446.[5]LowtherJE,IvanovP,NovákJ,etal.High-kgatedi