高K栅介质/III-V族半导体界面的原位调控及性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51102048
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    卢红亮
  • 依托单位：
    复旦大学
  • 学科分类：
    E0205.无机非金属基复合材料
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

随着集成电路中的晶体管尺寸缩小到32nm节点以下，有关小尺寸器件技术的探索愈发迫切。采用高电子迁移率的III-V族半导体材料取代硅来做nMOSFET沟道层是当前微电子领域的研究热点之一。然而，以III-V族半导体为沟道的nMOSFET，缺乏热稳定的、低界面缺陷的栅介质层一直是其致命的缺点。本项目拟对原子层淀积(ALD)的高介电常数(高K)栅介质与III-V族半导体界面进行钝化处理，并用原位测试技术分析界面钝化的内在机制，以提高界面特性。主要包括：(1)III-V族半导体表面钝化及ALD制备高K栅介质后的界面微结构和组分的原位调控；(2)生长低界面缺陷的高K栅介质的工艺优化；(3)快速热退火条件对界面组成、结构等的影响。结合界面层调控与器件特性之间的关系，分析漏电机制，筛选出有效的钝化方法、高K栅介质和快速热退火条件，为制备高性能的III-V族MOSFET器件提拱实验和理论依据。

结项摘要

随着集成电路中的晶体管尺寸缩小到32nm节点以下，有关小尺寸器件技术的探索愈发迫切。采用高电子迁移率的III-V族半导体材料取代硅来做nMOSFET沟道层是当前微电子领域的研究热点之一。然而，以III-V族半导体为沟道的nMOSFET，缺乏热稳定的、低界面缺陷的栅介质层一直是其致命的缺点。项目开展了对原子层淀积(ALD)多种高介电常数(高k)栅介质与III-V族半导体界面进行钝化处理，并利用XPS、TEM等测试技术手段，分析界面钝化的内在机制，提高界面特性。主要包括：(1) 新型高k介质HfAlO、HfSiO4和AlTiO等薄膜的ALD生长工艺及其界面、电学性能控制；(2) 研究了HfAlO/InP界面性能调控及能带结构表征，以及同晶向InP表面对InP nMOSFETs器件特性的影响；(3) 自主开发搭建了一套适用于MOSFET器件测量的扩展快速Id-Vg测试系统。结合界面层调控与器件特性之间的关系，分析漏电机制，为下一步制备高性能的III-V族MOSFET器件提拱了实验和理论依据。 .项目执行期间：研究工作基本按照研究计划进行，没有做很大的调整。在项目执行的后期，还开展了ALD生长高k介质与半导体Ge衬底之间的界面性能调控等工作。是开展新型高迁移率沟道晶体管研究工作的有益补充。这对推动后续III-V半导体、Ge半导体混合集成的新型CMOS器件有很大的指导意义。.项目执行期间，发表项目标注的SCI论文共计16篇，其中项目负责人作为通讯联系人的文章共计15篇，影响因子2.0以上的为11篇，包括2篇Applied Physics Letters、1篇IEEE Electron Device Letters文章。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Nitridation of atomic-layer-deposited HfO2/Al2O3 stacks by NH3 annealing
NH3 退火对原子层沉积的 HfO2/Al2O3 叠层进行氮化
  • DOI：
    10.1016/j.tsf.2012.03.066
  • 发表时间：
    2013-02
  • 期刊：
    Thin Solid Films
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Sun, Qing-Qing;Zhou, Peng;Lu, Hong-Liang;Zhang, David Wei
  • 通讯作者：
    Zhang, David Wei
Impact of rapid thermal annealing on structural and electrical properties of ZnO thin films grown atomic layer deposition on GaAs substrates
快速热退火对 GaAs 衬底上原子层沉积 ZnO 薄膜结构和电学性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.vacuum.2013.11.004
  • 发表时间：
    2014-05
  • 期刊：
    Vacuum
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Zhang, Yuan;Lu, Hong-Liang;Geng, Yang;Sun, Qing-Qing;Ding, Shi-Jin;Zhang, David Wei
  • 通讯作者：
    Zhang, David Wei
Structural, electrical, and optical properties of Ti-doped ZnO films fabricated by atomic layer deposition
原子层沉积制备的 Ti 掺杂 ZnO 薄膜的结构、电学和光学特性
  • DOI：
    10.1186/1556-276x-8-108
  • 发表时间：
    2013-02-27
  • 期刊：
    NANOSCALE RESEARCH LETTERS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ye, Zhi-Yuan;Lu, Hong-Liang;Zhang, David Wei
  • 通讯作者：
    Zhang, David Wei
Energy band alignment of InGaZnO4/Si heterojunction determined by x-ray photoelectron spectroscopy
X 射线光电子能谱测定 InGaZnO4/Si 异质结的能带排列
  • DOI：
    10.1063/1.4773299
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xie, Zhang-Yi;Lu, Hong-Liang;Xu, Sai-Sheng;Geng, Yang;Sun, Qing-Qing;Ding, Shi-Jin;Zhang, David Wei
  • 通讯作者：
    Zhang, David Wei
Templated Fabrication of Core-Shell Magnetic Mesoporous Carbon Microspheres in 3-Dimensional Ordered Macroporous Silicas
三维有序大孔二氧化硅中核壳磁性介孔碳微球的模板化制备
  • DOI：
    10.1021/cm501186e
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Chemistry of Materials
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Wang Minghong;Wang Xiqing;Yue Qin;Zhang Yu;Wang Chun;Chen Jin;Cai Huaqiang;Lu Hongliang;Elzatahry Ahmed A.;Zhao Dongyuan;Deng Yonghui
  • 通讯作者：
    Deng Yonghui

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其他文献

高分子光波导宽带耦合器的抗温变设计
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  • 发表时间：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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带宽120 nm含氟聚酰亚胺光波导耦合器的温度不敏感设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    卢红亮;陈抱雪;赵德欣;袁一方;矶守
  • 通讯作者：
    矶守
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    卢红亮;陈抱雪;赵德欣;袁一方;矶守
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  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    光学学报,Vol .23, No.5, pp.560-564, 2003
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    卢红亮;陈抱雪;赵德欣;矶守;袁一方;贾洪波;梁东波;龙彩华
  • 通讯作者：
    龙彩华

其他文献

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卢红亮的其他基金

晶圆级二维金属硫化物薄膜生长机制、缺陷调控及晶体管性能研究
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同步辐射研究铪基高k介质/InGaAs界面特性及元素扩散调控
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相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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