中文摘要：

研究低漏电高性能小尺寸Ge基MOSFET的核心技术- - 新型超薄HfO2/HfOxNy叠层高k栅介质的制备方法和技术。从抑制低k界面GeOx生长的关键问题入手，重点研究超薄氮化HfOxNy界面层的制备技术以及低温快速热退火技术，并对界面层中氮氧含量进行最佳化研究，以获得高稳定低界面态密度的介质/Ge界面。同时利用较厚的HfO2层有效抑制栅极漏电。将研究反应DC磁控溅射法制备上述栅介质的最佳工艺和

结论摘要：

本项目以获得低漏电、低界面态密度为目标，研究Ge基MOS器件高k栅介质的制备及界面特性和可靠性分析。国际上首次提出并采用了湿N2退火技术，有效抑制了GeO的形成，极大地改善了器件的界面特性和栅极漏电特性（Dit<3E11cm-2eV-1，Jg<1E-4Acm-2）；采用磁控反应共溅射技术，制备了高k HfTiO栅介质，通过考虑k=25-35,Dit～2E11cm-2eV-1，Jg<1E-4Acm-2,确定了最佳Ti靶溅射功率25-45W；研究了湿NO、N2O、NH3表面预处理工艺对器件性能的影响。结果表明，湿NO表面氮化工艺能制备高质量的GeON界面层，由此设计制备了HfTiO/GeON叠层高k栅介质结构，获得了低的界面态密度（Dit＝2.41E11cm-2eV-1）、低的氧化物电荷密度（Qox＝9.77E10cm-2）、低的栅极漏电流密度（Jg＝4.95×10-5Acm-2）、较高的k值（～18） 以及高的器件可靠性。理论上，建立了高k栅介质SiGe MOSFET阈值电压模型、迁移率模型和栅极漏电模型。为研制高性能的高k栅介质Ge基MOSFET奠定了良好的实验和理论基础。