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微波退火作为一种低热预算的新兴退火方式越来越受到关注。它广泛地应用于研究非晶硅结晶、硅化物形成、杂质激活等方面,并获得了许多有意义的成果。例如,在低温度下退火,杂质会被激活,而且杂质的扩散很小,形成低电阻率的硅化物,实现非晶硅和碳化硅结晶等。由于MOS场效应晶体管栅介质中的缺陷会使其阂值电压发生变化,不利于器件的稳定工作。因此本文研究了低温微波退火在栅介质中的的应用,并以获得的实验数据为基础提出了一种先栅MOS管的制备方法。本文研究了微波退火(MWA)对高K/金属栅中缺陷的修复作用。将样品分成六批,它们分别是未退火(HfO2薄膜厚度为11.9 nm和23.4nm)、淀积金属Mo前微波退火、淀积金属Mo前快速热退火、淀积金属Mo后微波退火以及淀积金属Mo后快速热退火。在频率为100kHz和1 kHz下,对所有Mo/HfO2/Si(100)金属-绝缘体-半导体(Metal-Insulator-Semiconductor简称MIS)结构样品进行C-V特性测试。通过在频率为100 kHz下测量的C-V特性曲线提取出平带电压(Vfb)、电压滞回窗口,从而估算出高K/金属栅中固定电荷密度、电荷陷阱密度,并用Terman方法计算出快界面态密度。通过研究在频率为1 kHz下测量的C-V特性曲线扭结,定性描述高K/金属栅中的慢界面态密度。结果表明,微波退火后,固定电荷、电荷陷阱、快界面态和慢界面态得到一定程度的修复。此外,和快速热退火相比,在相似的热预算下,微波退火修复高K/金属栅中更多的固定电荷、慢界面态和电荷陷阱。但对于快界面态的修复,微波退火没有明显的优势。基于本文研究的低温微波退火对高K/金属栅介质中缺陷具有修复作用以及最近文献报道的使用低温微波退火技术可实现源漏的掺杂激活,本文提出了一种先栅MOS管的制备方法,它不像传统先栅工艺那样使用高温退火而是使用低温微波退火技术,因而它不会导致MOSFETs的阈值电压发生漂移和在高K/金属栅界面生成SiO2薄层,并且避免了使用复杂、昂贵的后栅工艺。总之,低温微波技术克服了传统先栅和后栅工艺的缺点,因此,它非常有希望在22纳米技术节点以下替代传统的退火方式。