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【24h】

Characteristics of hafnium oxide grown on silicon by atomic-layer deposition using tetrakis(ethylmethylamino)hafnium and water vapor as precursors

机译：以四（乙基甲基氨基）ha和水蒸气为前体的原子层沉积法在硅上生长的氧化ha的特性

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摘要

The growth of HfO_2 thin films on a HF-dipped p-Si(100) substrate at 200℃ by atomic-layer deposition (ALD) using Hf[N(C_2H_5)(CH_3)]_4 and H_2O vapor as precursors is demonstrated. Uniform HfO_2 thin films are obtained on a 4-in. silicon wafer, and the energy-band gap and band offset are determined by x-ray photoelectron spectroscopy analysis. The as-deposited HfO_2 thin film is amorphous and able to crystallize at 500 ～ 600℃ with only the monoclinic phase. As for the electrical performance of Au-Ti-HfO_2-Si metal oxide semiconductor capacitors, a dielectric constant of ～17.8 and an equivalent oxide thickness value of ～1.39 nm are obtained from the 40-cycle ALD film after annealing at 500℃. In addition, the breakdown field is in the range of 5 ～ 5.5 MV/cm, and the fixed charge density is on the order of 10~(12) cm~(-2), depending on the annealing temperatures. The interface quality of HfO_2 thin films on silicon is satisfactory with an interface-trap charge density of ～3.7 x 10~(11) cm~(-2) eV~(-1).
机译：以Hf [N（C_2H_5）（CH_3）] _ 4和H_2O蒸气为前驱体，通过原子层沉积（ALD）在200℃的HF掺杂的p-Si（100）衬底上生长了HfO_2薄膜。在4英寸上获得均匀的HfO_2薄膜。通过X射线光电子能谱分析确定能带隙和能带偏移。沉积的HfO_2薄膜是非晶态的，仅在单斜晶相就能在500〜600℃结晶。至于Au-Ti-HfO_2-Si金属氧化物半导体电容器的电性能，在40℃下经500℃退火后，得到的介电常数为〜17.8，等效氧化物厚度值为〜1.39nm。另外，取决于退火温度，击穿场在5〜5.5MV / cm的范围内，并且固定电荷密度在10〜（12）cm〜（-2）的数量级。 HfO_2薄膜在硅上的界面质量令人满意，界面陷阱电荷密度约为3.7 x 10〜（11）cm〜（-2）eV〜（-1）。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2007年第7期|p.1899-1906|共8页
  • 作者

    Yan-Kai Chiou; Che-Hao Chang; Tai-Bor Wu;

  • 作者单位

    Department of Materials Science and Engineering, National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan, Republic of China;

  • 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);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 工程材料学;
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