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17.10.2016 | Original Paper: Functional coatings, thin films and membranes (including deposition techniques) | Ausgabe 3/2017

Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2017

Low-temperature solution-based fabrication of high-k HfO2 dielectric thin films via combustion process

Zeitschrift:
Journal of Sol-Gel Science and Technology > Ausgabe 3/2017
Autoren:
Junhui Weng, Weibo Chen, Wei Xia, Jian Zhang, Yulong Jiang, Guodong Zhu

Abstract

HfO2 dielectric is one potential material in advanced microelectronics. Its solution-based fabrication usually requires high annealing temperature to remove residual organic solvent, which limits its applications in flexible electronics. Here a low-temperature and solution-processed high-k HfO2 dielectric was demonstrated. With the assistance of combustion process, amorphous HfO2 films were realized at annealing temperature below 300 °C. XRD, Raman and XPS analyses indicated structural and crystalline properties. Electrical measurements indicated that the films showed leakage current density lower than 5.8 × 10−8 A/m2 at 100 MV/m and breakdown field larger than 500 MV/m. Such low-temperature-processed films were expected to be integrated as high-quality gate dielectric in flexible electronics.

Graphical Abstract

Via the assistance of citric acid-based combustion method, solution-processed amorphous HfO2 dielectric films were realized at relatively low annealing temperature below 300 °C. Films showed smooth surfaces and good dielectric and breakdown properties https://static-content.springer.com/image/art%3A10.1007%2Fs10971-016-4231-9/MediaObjects/10971_2016_4231_Figa_HTML.gif

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