成功制备并应用于特征长度为45纳米晶体管的铪（Hf）基高k栅介质材料（k：介电常数），是基于其高的k值与低的漏电和能耗特性。随着器件特征长度的缩短，需要具有更加优异介电性能的新型高k材料。而Hf基高k栅介质的引入，引起沟道区载流子迁移率较大幅度地下降，可以通过应变Si技术得到改善。本课题将结合Hf基高k材料与应变Si技术各自的优势，以应变Si为衬底，利用超高真空多靶磁控溅射等技术，开展稀土元素(如Lu、Sr等)掺杂的Hf基高k栅介质薄膜（HfMxOy，M：稀土金属元素）研究。在探明稀土元素掺杂对HfMxOy薄膜微结构与电学特性影响的基础上，系统研究HfMxOy薄膜与应变Si衬底间界面相互作用机理，以及HfMxOy薄膜/应变Si界面产物的抑制，更多地探索HfMxOy栅介质/应变Si堆叠结构的各项电学参数，以改善栅介质层的质量，提高器件的运行速度，拓展Hf基高k薄膜在45纳米以下器件中的应用。