随着超大规模集成电路产业的发展,对半导体材料的性质及其制备工艺提出了更高的要求。

集成电路技术伴随着单个电子器件尺寸的缩小在不断的发展,而栅介质层的厚度是影响电子器件尺寸的决定性因素之一。

集成电路电子行业普遍使用SiO2作为电子器件的栅介质材料,但随着器件特征尺寸的减小,传统SiO2栅极介质材料厚度已经接近材料的物理厚度,进而导致器件的功耗大幅增加,难以满足微电子行业器件稳定性要求。

寻找高介电常数材料（高K材料）替代传统SiO2栅极介质层,通过增加介质层的物理厚度而降低隧穿效应,是提高电子器件稳定性的有效技术手段。

HfO2薄膜具有适中的介电常数（K25）,且具有与传统硅基集成电路工艺相兼容的优良特性,被看作是最有发展前景的新型栅介质材料。

自2007年英特尔公司首次将氧化铪（HfO2）作为高介电栅极材料以来,HfO2已经被工业界视为标准的栅极介电材料。

众多关于高介电栅极材料的研究已经证明了这种材料初衷的半导体工艺兼容性。

2011年,关于在HfO2薄膜材料中首次发现了铁电性的报道激起将其用为下一代铁电存储器的广泛关注。

其出众的小型化能力将克服目前基于锆钛酸铅、钛酸钡等传统铁电材料存储器无法进一步降低尺寸的难题。

与此同时,HfO2基铁电薄膜也可以使用半导体工艺完全兼容的氮化钛作为电极。