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近年来,随着半导体器件的特征尺寸的不断缩小,传统的SiO2栅介质材料已接近它本身的极限,为了减小器件的漏电流并维持其电容,传统的SiO2栅介质被具有高介电常数(高k)的栅介质取代。稀土金属氧化物由于其高的介电常数、宽的带隙以及与Si衬底之间良好的而热稳定性等优势,成为CMOS器件第二代栅介质材料的候选材料,如Er2O3,Tm2O3,Y2O3等。特别是La2O3,因其具有高的k(~30)值和低的缺陷密度被关注。虽然La2O3的带隙宽度已被一些研究组报道过,但是,非晶La2O3薄膜相对于Si的能带偏移研究还鲜有报道,而高k材料能带偏移值的大小、对称性是决定其是否是有前途的栅介质材料的重要因素。本文主要研究了磁控溅射在Si衬底上生长的非晶La2O3薄膜的漏电流机制以及能带问题。此外,还有关于拉曼光谱方法应用的探讨。利用超高真空磁控溅射设备在Si衬底上制备La2O3薄膜。X射线衍射结果证明其结构是非晶的。AES测试显示其是符合La2O3的化学计量比。AFM结果给出了La2O3薄膜表明形貌特征。通过室温下和液氮条件下基于MOS结构的I-V特性测试,研究了La2O3高k栅介质的漏电流输运机制和“金属/La2O3/Si”结构的势垒高度。在分别加正负偏压的情况下,薄膜的主要漏电流机制分别为Schotty发射和F-P发射;得出了La2O3/Si,Pt/La2O3和Al/La2O3结构的势垒高度分别为1.78±0.1 eV,2.85 eV±0.1 eV和1.7 eV±0.1 eV;电子的有效质量为0.2m0。应用紫外可见分光光度计和X射线光电子能谱分别研究了非晶La2O3薄膜的禁带宽度,获得La2O3的禁带宽度分别为5.2±0.1 eV。光学方法验证了XPS方法测出的禁带宽度是准确的。通过XPS计算能带偏移方法,我们获得了La2O3/Si异质结构的价带偏移和导带偏移分别是-2.43±0.1 eV和1.66±0.1 eV。这一系列结论说明,La2O3相对于Si有较大的能带偏移,从能带的角度来看,La2O3作为高k材料是很有前途和应用前景的。最后,我们又利用拉曼光谱的方法研究了磁控溅射制备的90nm的Er2O3薄膜,并得出了一些结论,证明这种方法可以应用在稀土氧化物微结构的研究上。