中文摘要：

随着晶体管尺寸的持续缩小，不断增加的晶体管密度与工作频率造成集成电路散热量急剧增大，互连寄生效应成为影响芯片功耗与速度的关键因素，应变硅沟道日益逼近极限，在硅基平台上引入更高迁移率的非硅沟道材料来提升CMOS的性能已成为10纳米节点以下高性能逻辑技术的重要发展方向。本课题针对最具应用前景的InP基CMOS技术，围绕InP基半导体材料的生长动力学与迁移率控制和高K介质材料的集成生长与界面控制两个急需解决的核心科学问题进行探索性研究：通过研究化合物半导体材料组分、应力应变、界面散射、能带结构等对载流子输运规律的影响，提出具有高电子迁移率、高空穴迁移率特征的n型与p型MOS器件沟道材料的解决方案；通过研究InP基含铟化合物半导体与含锑的化合物半导体的载流子输运规律，并采用应变工程提高载流子的迁移率，在InP衬底上同时实现高迁移率n型与p型CMOS器件材料；通过研究化合物半导体表面态及钝化机理，探索热力学稳定的高k栅介质材料并解决其等效氧化层厚度表征问题，解决金属栅功函数的调制、沟道迁移率的下降、高k栅介质的可靠性等相关问题；通过研究低电阻源漏结构、电场分布、短沟道效应与电极寄生效应对频率性能的影响，提出限制器件频率特性的关键因数，建立有效的集成技术途径与解决方案；培养和建立一支学术水平高、创新能力强的科研队伍，获得一系列在国际上有影响的原创性成果，形成一套从材料生长到器件制备、具有完全自主知识产权的化合物CMOS器件的核心技术。