Optymalizacja procesu osadzania nanowarstw krzemianów baru metodą MOCVD

• Autorzy: Mitoraj, M.

Warianty tytułu

EN

Optimization of MOCVD deposition of nanometric barium silicate films

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanometryczne warstwy krzemianów baru były otrzymywane techniką chemicznego osadzania z fazy gazowej w obecności związków metaloorganicznych (MOCVD - Metalorganic Chemical Vapour Deposition). Skład uzyskiwanych warstw był analizowany przy pomocy spektroskopii fotoelektronów wzbudzonych promieniowaniem rentgenowskim (XPS- X-ray Photoelectron Spectroscopy). Specjalnie skonstruowana aparatura badawcza umożliwiała badania in situ powierzchni próbek z naniesionymi warstwami. Zastosowanie różnych kątów detekcji sygnału XPS pozwalało na badanie zmienności składu warstwy w zależności od głębokości analizy oraz szacowanie jej grubości w oparciu o empiryczną zależność podaną przez Fadleya. W celu ograniczenia ilości węgla w warstwie przeprowadzono także eksperymenty z użyciem reagentów gazowych: tlenu, amoniaku i pary wodnej.

EN

The barium silicates nanometric layers were deposited by MOCVD (Metaloorganic Chemical Vapour Deposition) method. Chemical composition of layers was evaluated by XPS (X-ray Photoelectric Spectroscopy) technique. In-depth information about layers composition was obtained from angle - dependent XPS analysis. Fadley's equation was used to estimate layer thickness. Thanks to special home-made devices all analyses were performed in situ. In order to reduce amount of carbon contamination three different reagents: oxygen, ammonia and water vapour were introduced into CVD reactor during the deposition process.

Słowa kluczowe

PL

krzemiany baru; MOCVD; tlenki bramki; materiały typu high-k

EN

barium silicates; metalorganic chemical vapour deposition; gate oxides; high-k materials

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 11
• Strony: 41-42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Mitoraj, M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

Bibliografia

• [1] Packan P. A.: Pushing the Limits. Science 285/5436 (1999) 2079-2081.
• [2] Nair R.: Effect of increasing chip density on the evolution of computer architectures. J. Res. Dev. 46 (2002) 223-234.
• [3] Moore G. E.: Cramming More Components onto Integrated Circuits Electron 38/8 (1965) 114-117.
• [4] Green M. L., E. P. Gusev, R. D. Degraeve, E. L. Garfunkel: Ultrathin (<4 nm) SiO2 and Si-O-N gate dielectric layers for silicon microelectronics: Understanding the processing, structure and physical and electrical limits. J. Appl. Phys. 90/5 (2001) 2057-2121.
• [5] Brar B., G. D. Wilk, A. C. Seabaugh: Direct extraction of the electron tunneling effective mass in ultrathin SiO2. Appl. Phys. Lett. 69/18 (1996) 2723-2730.
• [6] Wilk G. D., R. M. Wallach, J. M. Anthony: High-k gate dielectrics. Current status and materials properties considerations. Journal of Applied Physics. Vol. 89/10, 5243-5275.
• [7] Chaneliere C., J. L. Autran, R. A. B. Devino, B. Balland: Tantalum pentoxide (Ta2O5) thin films for advanced dielectric applications. Mater. Sci. Eng. R22 (1998), 269-322.
• [8] Kim H. S., D. C. Gilmer, S. A. Campbell, D. L. Polla: Leakage current and electrical breakdown in metal-organic chemical vapor deposited TiO2 dielectrics on silicon substrates. Appl. Phys. Lett. 69/25 (1996) 3860-3862.
• [9] Choi J. H., Y. Mao, J. P. Chang: Development of hafnium based high-k materials - A review. Mater. Sci. Eng. R (2011), 10.1016/j.mser.2010.12.001.
• [10] Wilk G. D., R. M. Wallace, J. M. Anthony: Hafnium and zirconium silicates for advanced gate dielectrics. J. Appl. Phys 87/1 (2000) 484-493.
• [11] Toyoda S., J. Okabayashi, H. Kumigashira, M. Oshima, K. Ono, M. Niwa, K. Usuda, G. L. Liu: Chemical analysis of Hf-silicide clusters studied by photoemission spectroscopy. J. Electron Spectrosc. 144-147 (2005) 487-490.
• [12] de Almeida R. M. C., I. J. R. Baumvol: High-Resolution Rutherford Backscattering Analysis of SiO2/Si Interface Strain Surf. Sci. Rep. 49 (2003) 1-114.
• [13] Briggs D., M. P. Seah: Practical surface analysis. Vol. 1 Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, John Wiley & Sons 1994, 543-545.
• [14] http://www.casaxps.com/
• [15] Fadley C. S.: Angle-resolved x-ray photoelectron spectroscopy. Prog. Surf. Sci. 16 (1984) 275-388.
• [16] Brevet A., L. Imhoff, M. C. Marco de Lucas, B. Domenichini, S. Bourgeois: Angle resolved X-ray photoemission spectroscopy double layer model for in situ characterization of metal organic chemical vapour deposition nanometric films. Thin Solid Films 515 (2007) 6407-6410.