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Surface passivation of germanium by atomic layer deposited Al_2O_3 nanolayers

机译：用原子层沉积Al_2O_3纳米锗的表面钝化

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摘要

Surfaces of semiconductors are notorious for the presence of electronic defects such that passivation approaches are required for optimal performance of (opto)electronic devices. For Ge, thin films of Al_O_3 prepared by atomic layer deposition (ALD) can induce surface passivation; however, no extensive study on the effect of the Al_2O_3 process parameters has been reported. In this work we have investigated the influence of the Al_2O_3 thickness (1-44 nm), substrate temperature (50-350°C), and post-deposition anneal (in N_2, up to 600 °C). We demonstrated that an effective surface recombination velocity as low as 170 cm s~(-1) can be achieved. The role of the GeO_x interlayer as well as the presence of interface charges was addressed and a fixed charge density Q_f = -(1.8 ± 0.5) × 10~(12) cm~(-2) has been found. The similarities and differences between the passivation of Ge and Si surfaces by ALD Al_2O_3 prepared under the same conditions are discussed.
机译：对于电子缺陷的存在，半导体的表面是臭名昭着的，使得需要（光学）电子设备的最佳性能所需的钝化方法。 对于GE，通过原子层沉积（ALD）制备的Al_O_3的薄膜可以诱导表面钝化; 但是，报告了对AL_2O_3工艺参数的影响没有广泛的研究。 在这项工作中，我们研究了Al_2O_3厚度（1-44nm），衬底温度（50-350℃）和沉积后退火的影响（在N_2，高达600℃）。 我们证明，可以实现低至170cm S〜（-1）的有效表面重组速度。 地理_中间层的作用以及接口电荷的存在，并找到了固定电荷密度Q_F = - （1.8±0.5）×10〜（12）cm〜（-2）。 讨论了在相同条件下制备的ALD AL_2O_3的GE和Si表面钝化之间的相似性和差异。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2021年第3期|571-581|共11页
  • 作者

    Wilhelmus J. H. Berghuis; Jimmy Melskens; Bart Macco; Roel J. Theeuwes; Marcel A.Verheijen; Wilhelmus M. M. Kessels;

  • 作者单位

    Eindhoven University of Technology Postbus 513 5600 MB Eindhoven The Netherlands;

    Eindhoven University of Technology Postbus 513 5600 MB Eindhoven The Netherlands;

    Eindhoven University of Technology Postbus 513 5600 MB Eindhoven The Netherlands;

    Eindhoven University of Technology Postbus 513 5600 MB Eindhoven The Netherlands;

    Eindhoven University of Technology Postbus 513 5600 MB Eindhoven The Netherlands Eurofins Materials Science BV High Tech Campus 11 5656 AE Eindhoven The Netherlands;

    Eindhoven University of Technology Postbus 513 5600 MB Eindhoven The Netherlands;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
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