Osadzanie i charakteryzacja cienkich warstw dielektrycznych AlOxNy

• Autorzy: Firek P. , Veklych A. , Sochacki M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.10.15

Warianty tytułu

EN

Deposition and characterization of thin AlOxNy dielectric films

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań warstw dielektrycznych tlenkoazotku glinu (AlOxNy), wytworzonych metodą reaktywnego osadzania magnetronowego na podłożach krzemowych oraz węgliko-krzemowych. Zbadany został wpływ parametrów technologicznych procesu na najważniejsze parametry elektrofizyczne uzyskiwanych warstw. Redukcja liczby eksperymentów przy użyciu tablic ortogonalnych Taguchi’ego oraz charakteryzacja optyczna i elektryczna struktur MIS (Metal-Isolator-Semiconductor) wytwarzanych na podłożach Si w pierwszej części pracy umożliwiły dokonanie wyboru najkorzystniejszych parametrów procesów osadzania z punktu widzenia docelowych parametrów warstwy dielektrycznej. Pozwoliło to w dalszej kolejności na realizację odpowiednich procesów osadzania na podłożach SiC, które zostały przeanalizowane w drugiej części pracy. Uzyskane wyniki badań wskazały potencjalne zastosowanie warstw dielektrycznych na bazie glinu, które mogą zostać wykorzystane jako warstwy pasywujące w przyrządach wysokonapięciowych.

EN

In this work, the results of investigations of aluminum oxynitride (AlOxNy) dielectric thin films, deposited by reactive magnetron sputtering on silicon and silicon carbide substrates were presented. The main purpose of this work was the development of AlOxNy dielectric thin films and investigation of the influence of deposition parameters on the electrophisical parameters. The use of Taguchi’s orthogonal arrays methods to reduce the number of experiments and the optical and electrical characterization of MIS (Metal-Isolator-Semiconductor) structures on Si in the first part of the work allow the deposition process optimization. Subsequently, mentioned earlier reasons allow to prepare processes based on the SiC substrate analysis of these processes has been presented in the second part of the work.The results of this work show the opportunity of potential applications of the AlOxNy dielectric thin films as passivation layers in the production of high voltage devices.

Słowa kluczowe

PL

dielektryczne warstwy AlOxNy; kondensator MIS; reaktywne osadzanie magnetronowe; osadzanie magnetronowe; charakterstyka elektryczna; pomiary C-V; pomiary I-V

EN

AlOxNy dielectric thin films; MIS structure; reactive magnetron sputtering; electrical characterization; C-V measurements; I-V measurements

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 10
• Strony: 54--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Firek P.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

autor

Veklych A.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

autor

Sochacki M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Bibliografia

• [1] Y. H. Lin, JK. C. Hsu, Y. Ding, P. W. Wang, (2009) “Optical Properties of High Transmittance Aluminum Oxynitride Thin Films for Spectral Range from Near Ultraviolet to Visible”, Optical Review, Vol. 16, No. 3, 400–403.
• [2] J. Borges, F. Macedo, E. M. Couto, M. S. Rodrigues, C. Lopes, P. Pedrosa, T. Polcar, L. Marques, V. Vaz, (2015) “The influence of nitrogen and oxygen additions on the thermal characteristics of aluminium-based thin films”, Material Chemistry and Physics, 163, pp. 569–580.
• [3] J. Borges, N. Martin, N. P. Barradas, E. Alves, D. Eyudi, M. F. Beaufort, J. P. Riviere, F. Vaz, L. Marques, (2012) “Electrical properties of AlNxOy thin films prepared by reactive magnetron sputtering”, Thn Solid Films, 520, pp. 6709–6717.
• [4] N. J. Ianno, H. Enshashy, R. O. Dillon, (2002) “Aluminum oxynitride coatings for oxidation resistance of epoxy films”, Surface and Coatings Technology, 155, pp. 130–135.
• [5] J. Borges, F. Vaz, L. Marques, (2010) “AlNxOy thin films deposited by DC reactive magnetron sputtering”, Applied Surface Science, 257, pp. 1478–1483.
• [6] K. R. Bray, R. L. C. Wu, S. Fries-Carr, J. Weimer, (2009) “Aluminium oxynitride dielectrics for multilayer capacitors with higher energy density and wide temperature properties”, Thin Solid Films, 518, pp. 366–371.
• [7] A. G. Erlat, B. M. Henry, J. J. Ingram, D. B. Mountain, A. McGuigan, (2001) “Characterization of aluminium oxynitride gas barrier films”, Thin Solid Films, 388, pp. 78–86.
• [8] P. Panda, S. K. Singh, S. P. Sinha, (2012) “Synthesis of γ-Aluminium Oxynitride Spinel Using Thermal Plasma Technique”, AIP Conf. Proc. 1461, 316.
• [9] H. Demiryont, L. R. Thompson, G. J. Collins, (1986) “Optical and electrical charakteryzations of laser-chemical-vapor-deposited aluminium oxynitride films”, J. Appl. Phys., 59, No. 9, pp. 3235–3240.
• [10] I. G. Batyrev, D. E. Taylor, G. A. Gazonas, J. W. McCauley, (2014) “Dencity functional theory and evolution algorithm calculations of elastic properties of AlON”, J. Appl. Phys., 115, 023505.
• [11] N.-H. Chen, C.-Y. Wang, J.-C. Hwang, F.-S. Huang, (2012) “MOCVD Al Nanocrystals Embedded in AlOxNy Thin Films for Nonvolatile Memory”, ECS Journal of Solid State Science and Technology, 1 (4), pp. 190–196.
• [12] G. Taguchi, S. Konishi, (1987) “Orthogonal Arrays and Linear Graphs”, ASI Press.