沉积温度对ALD制备HfO2薄膜结构和性能的影响

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采用原子层沉积(ALD)技术,以四(乙基甲基胺基)铪(TEMAHf)和去离子水为前驱体,沉积温度分别为150、200、250和300℃时,在单面抛光硅片和石英玻璃衬底上制备了HfO2薄膜,并对薄膜进行了表征,研究了沉积温度对HfO2薄膜结构和力学、光学及电学性能的影响.结果表明,当沉积温度低于200℃时,制备的HfO2薄膜为非晶态,在300℃时制备的薄膜结晶度最高;随沉积温度的升高HfO2薄膜厚度减小,表面粗糙度呈现先递增后下降的趋势,硬度和弹性模量均有所下降,残余应力不断增加,折射率略有增加,击穿电压先不变后减小,击穿场强先缓慢增大后明显减小,介电常数先增大后减小.沉积温度为300℃时制备的HfO2薄膜的均匀性和致密性最好,沉积温度为200℃时制备的HfO2薄膜的电学性能最佳.
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