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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2014

01.08.2014

Study of electrical and micro-structural properties of high-κ gate dielectric stacks deposited using pulse laser deposition for MOS capacitor applications

verfasst von: A. Srivastava, O. Mangla, R. K. Nahar, V. Gupta, C. K. Sarkar

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2014

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Abstract

The electrical properties of hafnium oxide (HfO2) gate dielectric as a metal–oxide–semiconductor (MOS) capacitor structure deposited using pulse laser deposition (PLD) technique at optimum substrate temperatures in an oxygen ambient gas are investigated. The film thickness and microstructure are examined using ellipsometer and atomic force microscope (AFM), respectively to see the effect of substrate temperatures on the device properties. The electrical J–V, C–V characteristics of the dielectric films are investigated employing Al–HfO2–Si MOS capacitor structure. The important parameters like leakage current density, flat-band voltage (Vfb) and oxide-charge density (Qox) for MOS capacitors are extracted and investigated for optimum substrate temperature. Further, electrical studies of these MOS capacitors have been carried out by incorporating La2O3 into HfO2 to fabricate HfO2/La2O3 dielectric stacks at an optimized substrate temperature of 800 °C using a PLD deposition technique under oxygen ambient. These Al–HfO2–La2O3–Si dielectric stacks MOS capacitor structure are found to possess better electrical properties than that of HfO2 based MOS capacitors using the PLD deposition technique.

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Metadaten
Titel
Study of electrical and micro-structural properties of high-κ gate dielectric stacks deposited using pulse laser deposition for MOS capacitor applications
verfasst von
A. Srivastava
O. Mangla
R. K. Nahar
V. Gupta
C. K. Sarkar
Publikationsdatum
01.08.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2014
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-014-2011-2

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