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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2018

20.02.2018

Effect of nitrogen passivation/pre nitration on interface properties of atomic layer deposited HfO2

verfasst von: Savita Maurya

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2018

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Abstract

Properties and quality of thin films depend on the methods used to deposit it. ALD is a surface dependent process and is one of the best deposition techniques because of the control we have on the deposition. In ALD, quality of initial few layers depends on substrate surface. A well prepared substrate surface reduces problem of nucleation. In this work, we have reported nitrogen passivation/pre nitration of silicon wafer as a surface preparation technique for atomic layer deposition. The results obtained have shown that the nitrogen passivation/pre nitration have profound effect on electrical characteristics. Nitrogen passivation has been done at two different temperatures, 350 and 500 °C. Crystal structures and phase information of deposited HfO2 thin films were studied in passivated and non passivated cases using GI-X-ray diffraction, elemental composition was investigated by EDX. Capacitance–voltage (C–V), current–voltage (I–V) and conductance–voltage (G–V) measurements were performed. The density of the interface state charges (Dit) was computed from C–V and G–V characteristics. Leakage current has been reduced almost two fold by utilizing this technique indicating change in properties of deposited oxide and its interface with the substrate. Decrease in interface trap charges has also been observed. Density of interface traps has been decreased from 2.87 × 10−12 to 1.57 × 10−12 cm−2 eV−1. Crystallographic phase of the deposited films are also found different in two different temperatures, 350 and 500 °C of passivation. Crystallographic phase of the deposited films were determined from analysis of measured XRD spectra and are found different in two cases.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat G. Baccarani, M.R. Wordeman, R.H. Dennard, IEEE Trans. Electron Devices 31(4), 452 (1984)CrossRef G. Baccarani, M.R. Wordeman, R.H. Dennard, IEEE Trans. Electron Devices 31(4), 452 (1984)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat S. Maurya, S. Shrivastava, J. VLSI Des. Tools Technol. 6(2), 1–4 (2016) S. Maurya, S. Shrivastava, J. VLSI Des. Tools Technol. 6(2), 1–4 (2016)
3.
Zurück zum Zitat D. Wilk, R.M. Wallace, J.M. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243–5275 (2001)CrossRef D. Wilk, R.M. Wallace, J.M. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243–5275 (2001)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat S. Maurya, L.C. Tribedi, M. Radhakrishna, Appl. Phys. Lett. 105, 071605 (2014)CrossRef S. Maurya, L.C. Tribedi, M. Radhakrishna, Appl. Phys. Lett. 105, 071605 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat S. Maurya, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28(23), 17442 (2017) S. Maurya, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28(23), 17442 (2017)
10.
Zurück zum Zitat S. Maurya, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27(12), 12796 (2016) S. Maurya, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27(12), 12796 (2016)
12.
14.
Zurück zum Zitat J. Choi, S. Kim, J. Kim, H. Kang, H. Jeon, C. Bae, J. Vac. Sci. Technol. A 24, 900 (2006)CrossRef J. Choi, S. Kim, J. Kim, H. Kang, H. Jeon, C. Bae, J. Vac. Sci. Technol. A 24, 900 (2006)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat R.J. Carter, E. Cartier, A. Kerber, L. Pantisano, T. Schram, S. De Gendt, M. Heyns, Appl. Phys. Lett. 83, 533–535 (2003)CrossRef R.J. Carter, E. Cartier, A. Kerber, L. Pantisano, T. Schram, S. De Gendt, M. Heyns, Appl. Phys. Lett. 83, 533–535 (2003)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat H. Wong, V.M.C. Poon, C.W. Kok, P.J. Chan, V.A. Gritsenko, IEEE Trans. Electron Devices 50(9), 1941 (2003)CrossRef H. Wong, V.M.C. Poon, C.W. Kok, P.J. Chan, V.A. Gritsenko, IEEE Trans. Electron Devices 50(9), 1941 (2003)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat P.D. Kirsch, C.S. Kang, J. Lozano, J.C. Lee, J.G. Ekerdt, J. Appl. Phys. 91, 4353 (2002)CrossRef P.D. Kirsch, C.S. Kang, J. Lozano, J.C. Lee, J.G. Ekerdt, J. Appl. Phys. 91, 4353 (2002)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat X.G. Liu, F. Zhu, N. Yamada, D.L. Kwong, IEEE Trans. Electron Devices 51, 1798 (2004)CrossRef X.G. Liu, F. Zhu, N. Yamada, D.L. Kwong, IEEE Trans. Electron Devices 51, 1798 (2004)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat B. Sen, H. Wong, B.L. Yang, A.P. Huang, P.K. Chu, V. Filip, C.K. Sarkar, Jpn. J. Appl. Phys. 46(5S), 3234 (2007)CrossRef B. Sen, H. Wong, B.L. Yang, A.P. Huang, P.K. Chu, V. Filip, C.K. Sarkar, Jpn. J. Appl. Phys. 46(5S), 3234 (2007)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat N. Umezawa, K. Shiraishi, T. Ohno, H. Watanabe, T. Chikyow, K. Torii, K. Yamabe, K. Yamada, H. Kitajima, T. Arikado, Appl. Phys. Lett. 86, 143507 (2005)CrossRef N. Umezawa, K. Shiraishi, T. Ohno, H. Watanabe, T. Chikyow, K. Torii, K. Yamabe, K. Yamada, H. Kitajima, T. Arikado, Appl. Phys. Lett. 86, 143507 (2005)CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat S. Maurya, B.R. Singh, M. Radhakrishna, AIP Conf. Proc. 1536, 1159 (2013)CrossRef S. Maurya, B.R. Singh, M. Radhakrishna, AIP Conf. Proc. 1536, 1159 (2013)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat S. Maurya, B.R. Singh, M. Radhakrishna, IMPACT: Int. J. Res. Eng. Technol. 2(3), 121 (2014) S. Maurya, B.R. Singh, M. Radhakrishna, IMPACT: Int. J. Res. Eng. Technol. 2(3), 121 (2014)
25.
Zurück zum Zitat S. Maurya, Study of Atomic Layer Deposited HfO2/Si Interfaces for Their Quality, Reliability and Radiation Based Interface Modifications, Ph.D. Dissertation (IIIT-Allahabad, India, 2015) S. Maurya, Study of Atomic Layer Deposited HfO2/Si Interfaces for Their Quality, Reliability and Radiation Based Interface Modifications, Ph.D. Dissertation (IIIT-Allahabad, India, 2015)
26.
Zurück zum Zitat L. Wang, B. Fan, Z. Wang et al., Mater. Sci. 27(2), 547–550 (2009) L. Wang, B. Fan, Z. Wang et al., Mater. Sci. 27(2), 547–550 (2009)
27.
Zurück zum Zitat E.H. Nicollian, J.R. Brews, MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology (Wiley, New York, 2003) E.H. Nicollian, J.R. Brews, MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology (Wiley, New York, 2003)
Metadaten
Titel
Effect of nitrogen passivation/pre nitration on interface properties of atomic layer deposited HfO2
verfasst von
Savita Maurya
Publikationsdatum
20.02.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-8791-z

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