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Journal of Materials Science: Materials in Electronics
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 16/2017

29.04.2017

Formation of neodymium oxide by thermal oxidation of sputtered Nd thin film on Si substrate

verfasst von: Karuppiah Hetherin, S. Ramesh, Yew Hoong Wong

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 16/2017

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Abstract

This paper aims to report on the formation of neodymium oxide by thermal oxidation of sputtered metallic Nd thin film deposited on Si substrate. Sputtered Nd thin film on Si substrate followed by thermal oxidation in O2 ambient at a fixed duration of 15 min for various temperatures (500–1100 °C) has been investigated systematically. The structural and chemical properties of the formed thin films were evaluated by X-ray diffraction analysis, Fourier transform infrared analysis, Raman analysis and high resolution transmission electron microscopy analysis. It was found that cubic phase of Nd2O3 film was formed along with orthorhombic phase of Nd2Si2O7 and multiple phases of SiO2 which consists of monoclinic, tetragonal, and hexagonal phases. Based on the electrical results, sample thermally oxidized at 900 °C revealed the highest electrical breakdown field of 5.26 MV/cm at the lowest leakage current density of 2.19 × 10− 6 A/cm2 together with lowest Q eff and average interface trap density. This is attributed to the lowest Nd-silicate content, the largest SiO2 and the smallest Nd2Si2O7 crystallite size, and highest barrier height.
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Metadaten
Titel
Formation of neodymium oxide by thermal oxidation of sputtered Nd thin film on Si substrate
verfasst von
Karuppiah Hetherin
S. Ramesh
Yew Hoong Wong
Publikationsdatum
29.04.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 16/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-7009-0

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