高介電常數蒸鍍材料Other Materials
- 高介電常數蒸鍍材料
材料種類：
- 高介電常數材料High-k , 三氧化二釔(Y2O3)、五氧化二釔鈦(Y2TiO5)、三氧化二鐿(Yb2O3)、HfO2(二氧化鉿)、ZrO2(二氧化鋯)、TiO2(二氧化鈦)、Si3N4(氮化矽)、Al2O3(氧化鋁)、Y2O3(三氧化二釔)、Ta2O5(五氧化二鉭)..等.
高介電常數-蒸鍍材料
高介電常數蒸鍍材料:
High-k意指高介電常數，是用以衡量一種材料能儲存多少電荷。 空氣是此一常數的參考點，其k值為1。 High-k材料，如HfO2、ZrO2及TiO2，具有超過二氧化矽3.9的介電常數或k值。 k值越高，電晶體之電容值也越高，使得電晶體能正確的切換於”開”或”關”狀態。
目前有許多有希望取代 SiO2 作為閘極氧化層的的高介電常數材料，如二元氧化物的Si3N4、Al2O3、Y2O3、La2O3、Ta2O5、TiO2、HfO2、ZrO2..等材料都被廣泛地研究.
氧化釔 |  |
分子式 | Y2O3 |
CAS編號 | 1314-36-9 |
密度 (g/cm3) | 5.0 |
蒸發溫度 (℃) | 2,300-2,500 |
折射率 (n, @550nm) | ~1.85 |
透光範圍 | 250nm - 12μm |
二氧化鋯 |  |
分子式 | ZrO2 |
CAS編號 | 1314-23-4 |
密度 (g/cm3) | 5.6 |
蒸發溫度 (℃) | 2,400-2,600 |
折射率 (n, @550nm) | 2.1 |
透光範圍 | 300nm - 7μm |
五氧化二鉭 |  |
分子式 | Ta2O5 |
CAS編號 | 1314-61-0 |
密度 (g/cm3) | 8.3 |
蒸發溫度 (℃) | 2,000-2,200 |
折射率 (n, @550nm) | 2.17 |
透光範圍 | 300nm - 7μm |
氧化鋁 |  |
分子式 | Al2O3 |
CAS編號 | 1344-28-1 |
密度 (g/cm3) | 3.94 |
蒸發溫度 (℃) | 2,000-2,200 |
折射率 (n, @550nm) | 1.64 |
透光範圍 | 200nm - 5μm |
介電常數及能隙寬度 :
Comparison of relevant properties for high-k candidates :
Materials | Dielectric Constant | Band gap (eV) | Ec (eV) to Si |
SiO2 | 3.9 | 8.9 | 3.2 |
Si3N4 | 7 | 5.1 | 2 |
Al2O3 | 9 | 8.7 | 2.8 |
Y2O3 | 15 | 5.6 | 2.3 |
La2O3 | 30 | 4.3 | 2.3 |
Ta2O5 | 26 | 4.5 | 1-1.5 |
TiO2 | 80 | 3.5 | 1.2 |
HfO2 | 25 | 5.7 | 1.5 |
ZrO2 | 25 | 7.8 | 1.4 |
參考資料: G. D. Wilk, R. M. Wallace, and J. M. Anthony, High-k gate dielectrics: Current status and materials properties considerations, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
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