Abstract
Y2O3乃是高介電材料中備受矚目的材料之一，其擁有高介電常數(K=15~18)，高ΔEC(2~3Ev)，界面熱穩定性佳，低漏電流等優點，但薄膜本身結晶溫度不夠高，在高溫退火後無法維持非晶質結構，故不利於製作非晶質薄膜，然而高介電非晶薄膜應用於閘極氧化層的研究中，鋁酸鹽(MxAl1-xOy)乃是最受矚目的研究方向之一，如: Zr1-xAlxOy、Hf1-xAlxOy，其研究結果顯示可擁有不錯的介電常數，且在一般二元材料中添加Al2O3，可提升其結晶溫度，並有助於抑制漏電流發生，因此本研究方向乃是選擇為(Ｙ2O3)1-x(Al2O3)x作為研究對象，探討添加Al2O3的含量對薄膜結晶溫度與電性方面的影響． 本實驗乃採用射頻磁控濺鍍法在p-Si(100)基板上鍍覆Y1-xAlxO3 (x=0~0.58)薄膜，其主要探討的重點主要分為四個部分:一.薄膜退火前後之結晶狀態分析與討論．二.薄膜之表面形貌分析與討論．三.閘極電容退火前後之介電特性分析與討論．四.閘極電容退火前後之漏電流特性分析與討論． 實驗結果發現增加薄膜中Al的含量有助於提升薄膜結晶溫度，並且可藉由抑制結晶薄膜之結晶化程度，降低其薄膜表面粗糙度，在電性方面之表現，結果顯示增加薄膜中Al的含量將造成介電常數呈現下降趨勢，並有助於抑制漏電流的發生，當Al含量為23%時，在875℃下、退火10min仍可以維持非晶質結構，膜厚250nm之薄膜其介電常數為11.49，且由於界面層電容串聯效應，膜厚10nm之薄膜其介電常數僅5.3，在E=1MV/cm時，其漏電流密度為3.42×10-8 A/cm2．薄膜經過高溫熱退火後，可改善其C-V遲滯現象，並且隨著退火溫度的提升其平帶電壓呈增加趨勢，且造成薄膜之整體單位面積電容值下降，此乃因為界面層增加造成之影響，故隨退火溫度上升其漏電流密度呈現下降趨勢。