1 / 14

SLOVENSKÁ AKADÉMIA VIED V BRATISLAVE Elektrotechnický ústav Oddelenie tenkých vrstiev oxidov

SLOVENSKÁ AKADÉMIA VIED V BRATISLAVE Elektrotechnický ústav Oddelenie tenkých vrstiev oxidov. 26. Septembra 200 6 , Smolenice. Výskum vlastností materiálov pre pokročilé MOS štruktúry. Ing. Roman Lupták Školiteľ: Ing. Karol Fröhlich, DrSc. Obsah. Motivácia Experiment

mandell
Download Presentation

SLOVENSKÁ AKADÉMIA VIED V BRATISLAVE Elektrotechnický ústav Oddelenie tenkých vrstiev oxidov

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SLOVENSKÁ AKADÉMIA VIED V BRATISLAVEElektrotechnický ústavOddelenie tenkých vrstiev oxidov 26. Septembra 2006, Smolenice Výskum vlastností materiálov pre pokročilé MOS štruktúry Ing. Roman LuptákŠkoliteľ:Ing. Karol Fröhlich, DrSc.

  2. Obsah • Motivácia • Experiment • Štruktúra a elektrické vlastnosti Gd2O3 • Štruktúra a elektrické vlastnosti GdScO3 • Zhrnutie a plány do budúcnosti

  3. Motivácia Požadované vlastnosti pre nové high-k materiály: • Vysoká permitivita • Šírka zakázaného pásu ako aj offsetov • Kvalita rozhrania • Termodynamická stabilita • Nízke zvodové prúdy • Kompatibilita s kovovým hradlom Alternatívne dielektriká pre MOSFET: Al2O3, La2O3, Gd2O3, ZrO2, HfO2, ZrSiO4, HfSiO4 →

  4. Výber vhodných materiálov • Hodnota dielektrickej konštanty podľa ITRS: •   20 • Šírka zakázaného pásu podľa ITRS: • aspoň 4 eV,prioritne  5 eV

  5. Experiment Cieľ: príprava viaczložkových oxidov na báze Gd (Gd2O3, GdScO3) • Príprava tenkých vrstiev Gd2O3, GdScO3technikou MOCVD tepelného odparovania / vstrekovania na Si substrát • Analytické metódy: XRD, XRR, XPS, TEM Ru-Gd2O3/GdScO3- Si - Alštruktúra pre meranieelektrických vlastností • Nanesenie kovového hradla pomocou MOCVD na systémoxid - Si • Optickou fotolitografiou pripravené elektródy vhodné pre C-V merania • Vytvorený zadný Al ohmický kontakt

  6. XRD a XRR analýza Gd2O3 • XRD: polykryštalický charakter, deformovaná kubická štruktúra • XRR: Určovanie hrúbok, hladký povrch, definované rozhranieGd2O3/Si

  7. XPS analýza Gd2O3 • Zloženie vrstvy Gd2O3→hĺbkový profil • Prítomnosť silikátu Gd2Si2O7na rozhraní !

  8. 500 kHz C-V charakterizáciaGd2O3 Zvodový prúd pri 2V: JGd2O3 = 3.7 A/cm2 JGdON= 0.3 A/cm2 Ekvivalentná hrúbka oxidu: EOT Napätie vyrovnaných pásov: VFB

  9. Ru Gd2O3 SiO2 Si Al Určenie parametrovGd2O3 z C-V závislostí

  10. XRD a XRR analýza GdScO3 • Amorfná, polykryštalická štruktúra GdScO3 • Zložitý model fitovania XRR spektra  gradient hustoty GdScO3

  11. Elektrické vlastnosti GdScO3 (Al-oxid-Si-Al)

  12. Zhrnutie • Príprava: MOCVD, Gd(TMHD)3/ Sc(TMHD)3prekurzor,nanášanýpri 500°C/550°C. • XRD: polykryštalická kubická štruktúra pre Gd2O3, amorfná fáza GdScO3 • XRR: určovanie hrúbky, definovanérozhranie oxid/ Si. • TEM, XPS: prítomnosť Gd2Si2O7 silikátu na rozhraní Gd2O3/Si. • Elektrická charakterizácia: dielektrická konštanta kGd2O3 12, kGdScO3 16 zvodový prúd  230 mA/cm2 pre nitridovaný Gd2O3. Plán do budúcnosti: Optimalizácia depozičných parametrov  stabilita fázy GdScO3, XPS analýza, podrobnejšia analýza C-V a I-V závislostí

  13. Publikácie • Lupták, R., Fröhlich, K., Rosová, A., Hušeková, Ťapajna, M., K., Machajdík, D., Jergel, M., Espinós, J.P., Mansilla, C.: Growth of gadolinium oxide films for advaned MOS structure, Microelectronic Engn. 80 (2005) 154-157., prezentované: INFOS 2005 • K. Frohlich, R. Luptak, E. Dobrocka, K. Husekova, K. Cico, A. Rosova, M. Lukosius, A. Abrutis, P. Pisecny, J.P. Espinos.: Characterization of rare earth oxides based MOSFET gate stacks prepared by metal-organic chemical vapour deposition, prezentované: E-MRS 2006 spring meeting, poslané: Materials in semiconductor processing

  14. Ďakujem za pozornosť !

More Related