Структурно-химические и электрофизические свойства тонких пленок Ti03Al0.7OY, полученных методом атомно-слоевого осаждения
Автор: Алехин Анатолий Павлович, Григал Ирина Павловна, Гудкова Светлана Александровна, Маркеев Андрей Михайлович, Стариков Павел Александрович, Чуприк Анастасия Александровна
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Полупроводниковая электроника и нанотехнологии
Статья в выпуске: 3 (15) т.4, 2012 года.
Бесплатный доступ
Трехкомпонентные пленки Ti0.3Al0.7Oу толщиной 3-40 нм были выращены на Si-подложках методом атомно-слоевого осаждения. Исходные пленки обладают аморфной структурой вне зависимости от толщины. Быстрый термический отжиг (БТО) при температуре 700 оС приводит к формированию кристаллической фазы TiAl2O5 в пленках Ti0.3Al0.7Oу толщиной 40 нм, более тонкие пленки остаются аморфными. Диэлектрическая проницаемость отожженных Ti0.3Al0.7Oу -пленок варьируется в диа- пазоне k = 14-19 при изменении толщины от 3 до 40 нм. Значение эквивалентной толщины CET (capacitance equivalent thickness ) пленки толщиной 3 нм равно 1.4 нм. На границе раздела Ti0.3Al0.7Oу -Si в течение АСО-процесса образуется переходный слой SiOх толщиной 0,6-0,7 нм, увеличивающийся в результате БТО до 2-3 нм, что приводит к уменьшению токов утечек на три порядка величины. Оптимальная тем- пература БТО с точки зрения наибольшей величины k и наименьших токов утечки составляет 700 оС.
Атомно-слоевое осаждение (асо), диэлектрики с высокой ди- электрической постоянной, токи утечки, электрофизические свойства
Короткий адрес: https://sciup.org/142185855
IDR: 142185855
Список литературы Структурно-химические и электрофизические свойства тонких пленок Ti03Al0.7OY, полученных методом атомно-слоевого осаждения
- Auciello O., Fan W., Kabius B., Saha S., Carlisle J.A., Chang R.P.H., Lopez C., Irene E.A., Baragiola R.A. Hybrid titanium-aluminum oxide layer as alternative high-k gate dielectric for the next generation of complementary metal-oxide-semiconductor devices//Appl. Phys. Lett. -2005. -V. 86. -P. 042904-042906.
- Shi L., Xia Y.D., Hu B., Yin J., Liu Z.G. Thermal stability and electrical properties of titanium-aluminum oxide ultrathin films as high-k gate dielectric materials//J. Appl. Phys. -2007. -V. 101. -P. 034102-034105.
- Mikhelashvili V., Eisenstein G. Composition, surface morphology and electrical characteristics of Al2O3-TiO2 nanolaminates and AlTiO films on silicon//Thin Solid Films. -2006. -V. 515. -P. 346-352.
- Puurunen R.L. Surface chemistry of atomic layer deposition: A case study for the trimethylaluminum/water process//J. Appl. Phys. -2005. -V. 97. -P. 121301-121362.
- Алехин А.П., Лапушкин Г.И., Маркеев А.М., Сигарев А.А., Токнова В.Ф. Атомно-слоевое осаждение тонких пленок диоксида титана из тетраэтоксититана и воды//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2010. -№. 5. -С. 23-27.
- Alekhin A.P., Chouprik A.A., Gudkova S.A., Markeev A.M., Lebedinskii Y.Y., Matveyev Y.A., Zenkevich A.V. Structural and electrical properties of Ti𝑥Al1-𝑥O𝑦thin films grown by atomic layer deposition//J. Vac. Sci. Tech. B -2011. -V. 29. -P. 01А302-1-6.
- Schroder D.K. Semiconductor material and device characterization. -Third edition. -New York: John Wiley and Sons, 2006.
- Bae S.H., Lee C.H., placeClark R., Kwong D.L. MOS characteristics of ultrathin CVD HfAlO gate dielectrics//IEEE Electron Device Lett. -2003. -V. 24. -P. 556-558.
- Kukli K., Ritala M., Lu J., Harsta A., Leskela M. Properties of HfO2 Thin Films Grown by ALD from Hafnium tetrakis(ethylmethylamide) and Water//Journal of the Electrochemical Society. -2004. -V. 151. -P. F189-F193.
- Wilk G.D., Wallace R.M., Anthony J.M. High-𝜅 gate dielectrics: Current status and materials properties considerations//J. Appl. Phys. -2001. -V. 89 -P. 5243-5276.
- Vogel E.M., Ahmed K.Z., Hornung B., Henson W.K., McLarty P.K., Lucovsky G., Hauser J.R., Wortman J.J. Modeled tunnel currents for high dielectric constant dielectrics//IEEE Trans. Electron Devices -1998. -V. 45 -P. 1350-1355.
- Mikhelashvili V., Brener R., Kreinin O., Shneider J., Eisenstein G. Characteristics of metalinsulator-semiconductor capacitors based on high-k HfAlO dielectric films obtained by lowtemperature electron-beam gun evaporation//Appl. Phys. Lett. -2004. -V. 85 -P. 5950-5952.
