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文献综述
一 研究背景与意义随着摩尔定律的发展，半导体器件的特征尺寸不断缩小，使集成电路的功率密度增加，芯片的工作温度越来越高，可靠性和性能大幅度降低。
随着MOSFETs 尺寸达到 22 nm 节点，传统体硅平面结构MOSFETs的问题变得严重，短沟道效应导致的漏电流和亚阈值摆幅（subthreshold swing，SS）退化现象使得器件的功耗急剧上升，因此人们开始考虑采用新型结构器件。
其中绝缘体上硅[ Chaudhry A, Kumar M J 2004 IEEE T. Device Ma. Re. 4 99]、超薄绝缘体上硅[ Tsutsui G, Saitoh M, Hiramoto T 2005 IEEE Electr. Device L. 26 836]等都有效的解决了一部分问题。
但随着晶体管的特征尺寸进入10nm的领域由于短沟道效应和漏致势垒造成的亚阈值区的退化现象已经不可忽略，器件的亚阈值摆幅增大，而其阈值电压和工作电压不能等比例的减小，这就导致器件的静态功耗会急剧增大，这是限制器件进一步集成的重要因素。
而对于传统 MOSFETs， 由于载流子玻尔兹曼分布[ Zhirnov V V, Cavin R K 2008 Nat. Nanotechnol. 3 77]的限制，其室温下的电压无法降低到60mV/dec以下，而根据我们的需求，当器件的特征尺寸达到2nm时，SS应降低到40mV/dec。
所以积极探求降低SS的方法对于促进晶体管尺寸的缩小有着重要的作用。
而负电容晶体管就是最有可能解决这问题的方法。
氧化铪基铁电材料因具有高介电常数和与CMOS 技术兼容性高等优点被人们广泛应用Fe-NCFETs研究。
二 HfO2铁电性和负电容效应的研究进展J. Y. Dai等人[ J. Y. Dai, P. F. Lee, K. H. Wong, H. L. W. Chan, and C. L. Choy, Epitaxial growth of yttrium-stabilized HfO2 high-k gate dielectric thin films on Si, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 94(2), 912-915, 2003.]于2003年发表了一篇关于用钇(Y)金属掺杂二氧化铪，在硅表面外沿处一层hing-k介质层的文章，他们在550℃的条件下利用脉冲激光沉积技术来生长薄膜，得到的外延薄膜的有效介电常数为14，外延薄膜的厚度为12A,他们得出了一种直接在硅上生长出YSH薄膜层的机理，即直接外延沉积。
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