金屬氮化物與鍺接觸特性研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為(硅基光電子材料與器件)課題(組)的研究成果，獲得(硅基光電子材料與器件)課題(組)經費或實驗室的資助，在(半導體光子學研究中心)實驗室完成。聲明人(簽名)：關艨迂礎懺年Saf7日摘要鍺(Ge)材料因

2、其較高的載流子遷移率以及與硅工藝兼容的性質成為下一代高性能集成電路半導體MOSFE器件溝道的首選替代材料。然而金屬／Ge接觸界面存在強烈的費米能級釘扎效應，形成較高的接觸勢壘和較大的接觸電阻，影響了器件性能提升。因此，研究Ge費米能級釘扎效應本質，調制金屬／nGe的接觸勢壘高度，以及尋找獲得歐姆接觸的途徑具有重要的研究意義和應用價值。本論文利用反應磁控濺射的方法得到不同組分的WNx／nGe與TiN／nGe接觸材料，研究了金屬氮化物與nG

3、e接觸勢壘高度調制方法與機理，取得的主要成果如下：1通過反應濺射方法制備TiN。薄膜電極，當濺射時氮氣流量為1sccm時，可形成組分為TiNol薄膜電極，而當氮氣流量增加至2sccm，薄膜中氮的組分增加為TiN。8。同樣利用改變氮氣的分壓的方法，我們?yōu)R射制備了不同組分的WNx薄膜。2研究了以變組分金屬氮化物為電極調制與nGe接觸勢壘高度的方法和機理。電學測試表明，不論是TiN。／nGe或WNx／nGe接觸，其勢壘高度均隨著薄膜電極中N元

4、素的含量的增加而降低。當TiN。與WNx中N元素的含量達到一定值時，便可實現(xiàn)良好的歐姆接觸。其中，WNx／nGe接觸的比接觸電阻測試為31x10‘4釁cm。3從理論上分析和建立了界面偶極子模型，解釋了變組分金屬氮化物對與nGe接觸勢壘高度的調制機理：由于N、Ge電負性相差較大，金屬氮化物與Ge接觸界面存在的NGe鍵可視為由金屬氮化物方向指向Ge表面的電偶極子。這些偶極子形成偶極子層，通過附加電場改變接觸界面的能帶結構，從而降低了金屬氮化