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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2017

23.09.2016

Band alignments of O3-based and H2O-based amorphous LaAlO3 films on silicon by atomic layer deposition

verfasst von: Lu Zhao, Hongxia Liu, Xing Wang, Xingyao Feng, Chenxi Fei

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 1/2017

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Abstract

Amorphous LaAlO3 films were grown on p-type Si substrate by atomic layer deposition using O3 and H2O as the oxygen source, respectively. Band alignments of LaAlO3 films were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy measurements using the photoemission-based method. Extra hydroxyl groups and C and N-related impurities were detected in the H2O-based LaAlO3 film. As a result, the O3-based LaAlO3 dielectric gains higher band gap and band offsets than those of the H2O-based dielectric. Consequently, for the O3-based film, the leakage current of more than one order of magnitude less than that of H2O-based LaAlO3 film was obtained. All the results indicate that O3 is a more appropriate oxidant for the deposition of LaAlO3 dielectric.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat B.H. Lee, J. Oh, H.H. Tseng, R. Jammy, H. Huff, NMDC IEEE 1(6), 206 (2006) B.H. Lee, J. Oh, H.H. Tseng, R. Jammy, H. Huff, NMDC IEEE 1(6), 206 (2006)
2.
Zurück zum Zitat A.I. Kingon, J.P. Maria, S.K. Streiffer, Nature 406(6799), 1032 (2000)CrossRef A.I. Kingon, J.P. Maria, S.K. Streiffer, Nature 406(6799), 1032 (2000)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat H.L. Lu, M. Yang, Z.Y. Xie, Y. Geng, Y. Zhang, P.F. Wang, Q.Q. Sun, S.J. Ding, D.W. Zhang, Appl. Phys. Lett. 104, 161602 (2014)CrossRef H.L. Lu, M. Yang, Z.Y. Xie, Y. Geng, Y. Zhang, P.F. Wang, Q.Q. Sun, S.J. Ding, D.W. Zhang, Appl. Phys. Lett. 104, 161602 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat X. Wang, H.X. Liu, C.X. Fei, S.Y. Yin, X.J. Fan, Nanoscale Res. Lett. 10, 141 (2015)CrossRef X. Wang, H.X. Liu, C.X. Fei, S.Y. Yin, X.J. Fan, Nanoscale Res. Lett. 10, 141 (2015)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat Q. Liu, Z. Fang, S. Liu, Y. Tan, J. Chen, Mater. Lett. 116, 43 (2014)CrossRef Q. Liu, Z. Fang, S. Liu, Y. Tan, J. Chen, Mater. Lett. 116, 43 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat X.K. Lia, X.J. Mao, M.H. Feng, S. Qia, B.X. Jiang, L. Zhang, J. Eur. Ceram. Soc. 36, 2549 (2016)CrossRef X.K. Lia, X.J. Mao, M.H. Feng, S. Qia, B.X. Jiang, L. Zhang, J. Eur. Ceram. Soc. 36, 2549 (2016)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat W. Yang, Q.Q. Sun, R.C. Fang, L. Chen, P. Zhou, S.J. Ding, D.W. Zhang, Curr. Appl. Phys. 12, 1445 (2012)CrossRef W. Yang, Q.Q. Sun, R.C. Fang, L. Chen, P. Zhou, S.J. Ding, D.W. Zhang, Curr. Appl. Phys. 12, 1445 (2012)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat C. Wiemer, L. Lamagna, M. Fanciulli, Semicond. Sci. Tech. 27, 251 (2012)CrossRef C. Wiemer, L. Lamagna, M. Fanciulli, Semicond. Sci. Tech. 27, 251 (2012)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat D. Tsoutsou, G. Scarel, A. Debernardi, S.C. Capelli, S.N. Volkos, L. Lamagna, S. Schamm, P.E. Coulon, M. Fanciulli, Microelectron. Eng. 85, 2411 (2008)CrossRef D. Tsoutsou, G. Scarel, A. Debernardi, S.C. Capelli, S.N. Volkos, L. Lamagna, S. Schamm, P.E. Coulon, M. Fanciulli, Microelectron. Eng. 85, 2411 (2008)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat E.A. Kraut, R.W. Grant, J.R. Waldrop, S.P. Kowalczyk, Phys. Rev. Lett. 44, 1620 (1980)CrossRef E.A. Kraut, R.W. Grant, J.R. Waldrop, S.P. Kowalczyk, Phys. Rev. Lett. 44, 1620 (1980)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat E.A. Kraut, R.W. Grant, J.R. Waldrop, S.P. Kowalczyk, Phys. Rev. B. 28, 1965 (1983)CrossRef E.A. Kraut, R.W. Grant, J.R. Waldrop, S.P. Kowalczyk, Phys. Rev. B. 28, 1965 (1983)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat M. Grodzicki, P. Mazur, S. Zuber, J. Brona, A. Ciszewski, Appl. Surf. Sci. 304, 20 (2014)CrossRef M. Grodzicki, P. Mazur, S. Zuber, J. Brona, A. Ciszewski, Appl. Surf. Sci. 304, 20 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Y. Zhu, N. Jain, D.K. Mohata, S. Datta, D. Lubyshev, J.M. Fastenau, A.K. Liu, M.K. Hudait, J. Appl. Phys. 113, 024319 (2013)CrossRef Y. Zhu, N. Jain, D.K. Mohata, S. Datta, D. Lubyshev, J.M. Fastenau, A.K. Liu, M.K. Hudait, J. Appl. Phys. 113, 024319 (2013)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa, J. Appl. Phys. 109, 013703 (2011)CrossRef M. Akazawa, B. Gao, T. Hashizume, M. Hiroki, S. Yamahata, N. Shigekawa, J. Appl. Phys. 109, 013703 (2011)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Y. Jia, J.S. Wallace, Y.L. Qin, J.A. Gardella Jr., A.M. Dabiran, U. Singisettii, J. Electron. Mater. 45, 1 (2015) Y. Jia, J.S. Wallace, Y.L. Qin, J.A. Gardella Jr., A.M. Dabiran, U. Singisettii, J. Electron. Mater. 45, 1 (2015)
17.
Zurück zum Zitat J.B. Fan, H.X. Liu, F. Ma, Y. Hao, IEEE Trans. Electron. Dev. 60, 1536 (2013)CrossRef J.B. Fan, H.X. Liu, F. Ma, Y. Hao, IEEE Trans. Electron. Dev. 60, 1536 (2013)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat N.N. Halder, P. Biswas, B. Nagabhushan, S. Kundu, D. Biswas, P. Banerji, J. Appl. Phys. 115, 203719 (2014)CrossRef N.N. Halder, P. Biswas, B. Nagabhushan, S. Kundu, D. Biswas, P. Banerji, J. Appl. Phys. 115, 203719 (2014)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat B.H. Lee, J. Oh, H.H. Tseng, R. Jammy, H. Huff, J. Electrochem. Soc. 157, 479 (2010) B.H. Lee, J. Oh, H.H. Tseng, R. Jammy, H. Huff, J. Electrochem. Soc. 157, 479 (2010)
20.
21.
Zurück zum Zitat D. Eom, Y.N. Sang, C.S. Hwang, H.J. Kim, Amyotroph. Lat. Scl. 154, 49 (2007) D. Eom, Y.N. Sang, C.S. Hwang, H.J. Kim, Amyotroph. Lat. Scl. 154, 49 (2007)
22.
Zurück zum Zitat T.J. Park, P. Sivasubramani, B.E. Coss, H.C. Kim, B. Lee, R.M. Wallace, J.Y. Kim, M. Rousseau, X.Y. Liu, H.Z. Li, J.S. Lehn, D.W. Hong, D. Shenai, Appl. Phys. Lett. 97, 092904 (2010)CrossRef T.J. Park, P. Sivasubramani, B.E. Coss, H.C. Kim, B. Lee, R.M. Wallace, J.Y. Kim, M. Rousseau, X.Y. Liu, H.Z. Li, J.S. Lehn, D.W. Hong, D. Shenai, Appl. Phys. Lett. 97, 092904 (2010)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M.F. Sunding, K. Hadidi, S. Diplas, O.M. Løvvik, T.E. Norby, A.E. Gunnæs, J. Electron. Spectrosc. 184, 399 (2011)CrossRef M.F. Sunding, K. Hadidi, S. Diplas, O.M. Løvvik, T.E. Norby, A.E. Gunnæs, J. Electron. Spectrosc. 184, 399 (2011)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M.D. McDaniel, C.Q. Hu, S.R. Lu, T.Q. Ngo, A. Posadas, A.T. Jiang, D.J. Smith, E.T. Yu, A.A. Demkov, J.G. Ekerdt, J. Appl. Phys. 117, 054101 (2015)CrossRef M.D. McDaniel, C.Q. Hu, S.R. Lu, T.Q. Ngo, A. Posadas, A.T. Jiang, D.J. Smith, E.T. Yu, A.A. Demkov, J.G. Ekerdt, J. Appl. Phys. 117, 054101 (2015)CrossRef
Metadaten
Titel
Band alignments of O3-based and H2O-based amorphous LaAlO3 films on silicon by atomic layer deposition
verfasst von
Lu Zhao
Hongxia Liu
Xing Wang
Xingyao Feng
Chenxi Fei
Publikationsdatum
23.09.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 1/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-5593-z

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