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首页> 外文学位 >Interfacial properties of thin film hetero-structure: Copper-oxides of hafnium-silicon.
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Interfacial properties of thin film hetero-structure: Copper-oxides of hafnium-silicon.

机译：薄膜异质结构的界面特性：-硅的氧化铜。

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摘要

This dissertation focuses on the properties of Cu/high-k oxide and high-k/Si (100) interfaces using surface analysis tools such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), low-energy ion scattering (LEIS), transmission electron microscopy (TEM), and atomic force microscopy (AFM). In the first study, the growth and thermal annealing of Cu on HfO2 surface were investigated using physical vapor deposition (PVD), in-situ XPS, in-situ LEIS, and ex-situ TEM. Growth of Cu on HfO 2 at 300 K involves initial formation of three-dimensional clusters without Cu oxidation. After thermal annealing at 673 K for 10 min, the Cu cluster size increases but there was no diffusion of Cu into the HfO 2 layer. STEM shows uniform Cu clusters (∼11 nm diameter) after thermal annealing. The uniformity was attributed to self-limiting growth.; In the second study, the growth and thermal annealing of Cu on HfSiO 4 were studied using PVD, in-situ XPS, in-situ LEIS, and ex-situ AFM. Like Cu/HfO2, the growth mode of Cu on HfSiO4 at 300 K is three-dimensional. Using a CO2 laser, the change of Cu morphology was monitored during thermal annealing by LEIS. During thermal annealing, Cu cluster size increased by combining small ones and Cu may diffuse into HfSiO4 layer, although we do not have any evidence for the latter. AFM images of annealed samples show uniform diameter of Cu clusters.; In the third study, various compositions of hafnium silicide and hafnium silicate were formed on a Cu substrate, and the growth and thermal annealing of HfO2 on Si (100) were studied using PVD, in-situ XPS and in-situ LEIS. At 300 K, there is no evidence for the formation of hafnium silicide at the interface between HfO2 and Si (100). At 823 K, HfO2 is thermodynamically stable upon contact with nonstoichiometric silicon oxide.
机译：本文利用X射线光电子能谱（XPS），低能离子散射（LEIS），透射电子显微镜等表面分析工具，研究了Cu /高k氧化物和高k / Si（100）界面的特性。 （TEM）和原子力显微镜（AFM）。在第一项研究中，使用物理气相沉积（PVD），就地 XPS， in--研究了HfO 2 表面上Cu的生长和热退火。原位 LEIS和 ex-situ TEM。在300 K的HfO 2 上Cu的生长涉及没有Cu氧化的三维簇的初始形成。在673 K下进行10分钟的热退火后，Cu团簇的尺寸增加，但没有Cu扩散到HfO 2 层中。热退火后，STEM显示出均匀的铜簇（直径约11 nm）。均匀性归因于自我限制的增长。在第二项研究中，使用PVD，就地 XPS，就地 LEIS研究了HfSiO 4 上Cu的生长和热退火。和 ex-situ AFM。像Cu / HfO 2 一样，Cu在HfSiO 4 上在300 K的生长模式是三维的。使用CO 2 激光器，通过LEIS监测热退火过程中Cu的形态变化。在热退火过程中，通过结合小晶粒而增加了Cu团簇的尺寸，并且Cu可能扩散到HfSiO 4 层中，尽管我们没有关于后者的任何证据。退火样品的原子力显微镜图像显示出铜团簇直径均匀。在第三项研究中，在Cu衬底上形成了各种组成的硅化ha和硅酸ha，并使用PVD，在Si（100）上研究了HfO 2 的生长和热退火。原位 XPS和原位 LEIS。在300 K时，没有证据表明HfO 2 与Si（100）之间的界面上会形成硅化ha。 HfO 2 在823 K下与非化学计量的氧化硅接触时具有热力学稳定性。

著录项

  • 作者

    Park, Hyun Jung.;

  • 作者单位

    The University of Texas at Austin.;

  • 授予单位 The University of Texas at Austin.;
  • 学科 Engineering Materials Science.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2002
  • 页码 122 p.
  • 总页数 122
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 工程材料学;
  • 关键词

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