分子束磊晶成長立方晶結構氧化鉿薄膜之結構研究

Structural Study of Cubic Phase HfO2 Epitaxial Thin Films Grown by MBE

楊智凱(Zhi-Kai Yang)

指導教授 ： 洪銘輝 ； 郭瑞年

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00452

摘要

SiO2/Si的半導體電晶體元件隨著尺寸的微小化，已經漸逼進其量子穿隧之極限。氧化鉿具備高介電系數的性質使其成為極具潛力取代SiO2的材料之ㄧ， 人們熟知的氧化鉿結構有：單斜晶、立方晶以及正方晶結構等；藉由第一原理的理論計算，可得到其各自的介電係數約為：20、30與70。通常於實驗室中以濺鍍法、原子層沉積技術(Atomic Layer Deposition，ALD)以及分子束磊晶成長(MBE)等方法成長氧化鉿之薄膜結構皆為單斜晶結構。其中，以分子束磊晶成長之方法成長氧化鉿磊晶薄膜，其結構為單斜晶構並具有四種晶域(domain)以及輪廓鮮明無中間層的介面。
本論文之主要工作為以多腔體分子束磊晶成長氧化鉿摻雜氧化釔之磊晶薄膜於多種半導體基材上諸如砷化鎵(100)以及矽(111)。此氧化物薄膜就有極佳的磊晶型態以及介面特性。摻雜氧化釔的方式改變了氧化鉿的晶體結構，使其自單斜晶結構變化成立方晶結構；且經由電性量測之結果，其介電係數上升至30。本論文利用國家同步輻射中心的BL17B1 wiggler等光束線對此新穎的氧化物磊晶薄膜系統做了很詳盡的結構分析。

關鍵字

分子束磊晶 ； 氧化鉿 ； 氧化釔 ； 高介電常數 ； 同步輻射 ； 砷化鎵

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無資料

並列關鍵字

Molecular beam epitaxy ； HfO2 ； Y2O3 ； High-κ Dielectrics ； Synchrotron Radiation ； GaAs

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