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首页> 外文期刊>Physica status solidi, B. Basic research >Band offsets of atomic layer deposited Al _2O _3 and HfO _2 on Si measured by linear and nonlinear internal photoemission
【24h】

Band offsets of atomic layer deposited Al _2O _3 and HfO _2 on Si measured by linear and nonlinear internal photoemission

机译：通过线性和非线性内部光发射测量在Si上沉积的Al _2O _3和HfO _2原子层的带隙

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We present measurements of band alignment of atomic layer deposited high-k dielectrics on Si(100) using linear internal photoemission (IPE), detected by measuring photocurrent from a biased MOS capacitor, and internal multi-photon photoemission (IMPE), detected by optical second-harmonic generation (SHG). In IPE, Band offsets are extracted from either the threshold of quantum yield; in IMPE, they are determined by detecting discrete increments in multi-photon order. IPE and IMPE yielded identical conduction band (CB) offsets (2.0eV) for as-deposited Si/Al _2O _3 structures with 10 and 3nm oxides, respectively, in excellent agreement with previous measurements of annealed structures. Band offset measurements for Si/HfO _2, on the other hand, show a strong (0.3eV) upshift of the oxide valence band (VB) maximum, and an equal decrease of the oxide band gap upon post-deposition annealing (PDA) at 600°C, while the CB offset remains unchanged. We attribute the shift of the VB edge to thermally driven oxygen diffusion away from the Si/HfO _2 interface.
机译：我们目前使用线性内部光发射（IPE）（通过测量偏置MOS电容器的光电流来检测）和内部多光子光发射（IMPE）（通过光检测）来测量在Si（100）上原子层上沉积的高k电介质的能带对准测量二次谐波（SHG）。在IPE中，带偏移是从量子产率的阈值中提取的;在IMPE中，它们是通过检测多光子顺序的离散增量确定的。 IPE和IMPE分别对具有10和3nm氧化物的沉积Si / Al _2O _3结构产生了相同的导带（CB）偏移（2.0eV），与先前对退火结构的测量非常吻合。另一方面，Si / HfO _2的带偏移量测量显示，氧化价带（VB）最大值有很强的（0.3eV）上移，并且在沉积后退火（PDA）时，氧化带隙减小了相等600°C，而CB偏移保持不变。我们将VB边缘的移动归因于热驱动氧扩散远离Si / HfO _2界面。

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