Skip to main content
Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology 2/2008

01.08.2008 | Original Paper

Structure and dielectric properties of HfO2 films prepared by a sol–gel route

verfasst von: M.-G. Blanchin, B. Canut, Y. Lambert, V. S. Teodorescu, A. Barău, M. Zaharescu

Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology | Ausgabe 2/2008

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Mono- and multilayer HfO2 sol–gel thin films have been deposited on silicon wafers by dip-coating technique using a solution based on hafnium ethoxide as precursor. The densification/crystallization process was achieved by classical annealing between 400 and 600 °C for 0.5 h (after drying at 100 °C). Systematic TEM studies were performed to observe the evolution of the thin film structure depending on the annealing temperature. The overall density of the films was determined from RBS spectrometry correlated with cross section (XTEM) thickness measurements. After annealing at 450 °C the films are amorphous with a nanoporous structure showing also some incipient crystallization. After annealing at 550 °C the films are totally crystallized. The HfO2 grains grow in colonies having the same crystalline orientation with respect to the film plane, including faceted nanopores. During annealing a nanometric SiO2 layer is formed at the interface with the silicon substrate; the thickness of this layer increases with the annealing temperature. Capacitive measurements allowed determining the value of the dielectric constant as 25 for four layer films, i.e. very close to the value for the bulk material.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat Haussa M, Pantisano L, Ragnarsson LA, Degrave R, Schram T, Purtois G, De Gendt S, Grosenken G, Heyns MM (2006) Mat Sci Eng R51:37 Haussa M, Pantisano L, Ragnarsson LA, Degrave R, Schram T, Purtois G, De Gendt S, Grosenken G, Heyns MM (2006) Mat Sci Eng R51:37
3.
Zurück zum Zitat Bersuker G, Zeitzoff P, Brown G, Huff HR (2004) Mater Today 7(1):26 Bersuker G, Zeitzoff P, Brown G, Huff HR (2004) Mater Today 7(1):26
4.
Zurück zum Zitat Brezesinski T, Smarsly B, Iimura K, Grosso D, Boissiere C, Amenitsch H, Antoinietti M, Sanchez C (2005) Small 1:889CrossRef Brezesinski T, Smarsly B, Iimura K, Grosso D, Boissiere C, Amenitsch H, Antoinietti M, Sanchez C (2005) Small 1:889CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Supplit R, Husing N, Gross S, Bernstoff S, Puchberger M (2007) Eur J Inorg Chem 18:2797CrossRef Supplit R, Husing N, Gross S, Bernstoff S, Puchberger M (2007) Eur J Inorg Chem 18:2797CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Villanueva-Ibanez M, Le Luyer C, Marty O, Mugnier J (2003) Opt Mater 24(1–2):51CrossRef Villanueva-Ibanez M, Le Luyer C, Marty O, Mugnier J (2003) Opt Mater 24(1–2):51CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Villanueva-Ibanez M, Le Luyer C, Parola S, Marty O, Mugnier J (2003) Rev Adv Mater Sci 5:296 Villanueva-Ibanez M, Le Luyer C, Parola S, Marty O, Mugnier J (2003) Rev Adv Mater Sci 5:296
8.
Zurück zum Zitat Boher P, Defraneaux C, Heinrich P, Wolsenholme J, Bender H (2004) Mat Sci Eng B109:64 Boher P, Defraneaux C, Heinrich P, Wolsenholme J, Bender H (2004) Mat Sci Eng B109:64
9.
Zurück zum Zitat Ferrari S, Modreanu M, Scarel G, Fancinelli M (2004) Thin Solid Films 450:124CrossRef Ferrari S, Modreanu M, Scarel G, Fancinelli M (2004) Thin Solid Films 450:124CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat Essary C, Howard JM, Craciun V, Craciun D, Singh RK (2004) Thin Solid Films 450:111CrossRef Essary C, Howard JM, Craciun V, Craciun D, Singh RK (2004) Thin Solid Films 450:111CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Wang SJ, Lim PC, Huan ACH, Liu CL, Chai JW, Chow SY, Pan JS, Li Q, Ong K (2003) App Phys Lett 82–13:2047CrossRef Wang SJ, Lim PC, Huan ACH, Liu CL, Chai JW, Chow SY, Pan JS, Li Q, Ong K (2003) App Phys Lett 82–13:2047CrossRef
14.
15.
Zurück zum Zitat Fang Q, Zhang JY, Wang Z, Modreanu M, O’Sullivan BJ, Hurley PK, Leedham TL, Huywel D, Audier MA, Jiminez C, Senateur JP, Boyd JW (2004) Thin Solid Films 453–454:203CrossRef Fang Q, Zhang JY, Wang Z, Modreanu M, O’Sullivan BJ, Hurley PK, Leedham TL, Huywel D, Audier MA, Jiminez C, Senateur JP, Boyd JW (2004) Thin Solid Films 453–454:203CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Fang Q, Zhang JY, Wang ZM, He G, Yu J, Boyd JW (2003) Microel Eng 66:621CrossRef Fang Q, Zhang JY, Wang ZM, He G, Yu J, Boyd JW (2003) Microel Eng 66:621CrossRef
17.
Zurück zum Zitat He JQ, Teren A, Jia CL, Ehrhart P, Urban K, Waser R, Wang RH, (2004) J Cryst Growth 262:295CrossRef He JQ, Teren A, Jia CL, Ehrhart P, Urban K, Waser R, Wang RH, (2004) J Cryst Growth 262:295CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Pereira L, Maques A, Aguas H, Nevedev N, Georgiev D, Fortunato E, Martinis R (2004) Mat Sci Eng B109:8917 Pereira L, Maques A, Aguas H, Nevedev N, Georgiev D, Fortunato E, Martinis R (2004) Mat Sci Eng B109:8917
19.
Zurück zum Zitat Lee BH, Kang L, Nieh R, Qi WJ, Lee JC (2000) App Phys Lett 76–14:1926CrossRef Lee BH, Kang L, Nieh R, Qi WJ, Lee JC (2000) App Phys Lett 76–14:1926CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Gruger H, Kunath Ch, Kurth E, Sorge S, Pufe W, Pechstein T, (2004) Thin Solid Films 447–448:509CrossRef Gruger H, Kunath Ch, Kurth E, Sorge S, Pufe W, Pechstein T, (2004) Thin Solid Films 447–448:509CrossRef
21.
22.
24.
Zurück zum Zitat Yu JJ, Fang Q, Zhang JY, Wang ZM, Boyd IW (2003) App Surf Sci 208–209:676CrossRef Yu JJ, Fang Q, Zhang JY, Wang ZM, Boyd IW (2003) App Surf Sci 208–209:676CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Shimizu H, Asayama K, Kawai N, Nishide T (2004) Japan J Appl Phys 43:6992CrossRef Shimizu H, Asayama K, Kawai N, Nishide T (2004) Japan J Appl Phys 43:6992CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Shimizu H, Sato T, Konagai S, Ikeda M, Takahashi T, Nishide T (2007) Jpn J Appl Phys 46:4209CrossRef Shimizu H, Sato T, Konagai S, Ikeda M, Takahashi T, Nishide T (2007) Jpn J Appl Phys 46:4209CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Takahashi T, Nishide T (2004) J Ceram Soc Jpn Suppl 112-1 PacRim5 Special Issue 112(5):S234–S238 Takahashi T, Nishide T (2004) J Ceram Soc Jpn Suppl 112-1 PacRim5 Special Issue 112(5):S234–S238
28.
29.
Zurück zum Zitat Blanc P, Hovnanian N, Cot D, Larbot A (2000) J Sol-Gel Sci Technol 17:99CrossRef Blanc P, Hovnanian N, Cot D, Larbot A (2000) J Sol-Gel Sci Technol 17:99CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Goncalves RR, Carturan G, Zampedri L, Ferrari M, Montagna M, Chiasera A, Righini GC, Pelli S, Ribeiro SLJ, Messaddaq Y (2002) Appl Phys Lett 81–1:28CrossRef Goncalves RR, Carturan G, Zampedri L, Ferrari M, Montagna M, Chiasera A, Righini GC, Pelli S, Ribeiro SLJ, Messaddaq Y (2002) Appl Phys Lett 81–1:28CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Phani AR, Passacantando M, Santucci S (2007) J Non-Cryst Solids 353:663CrossRef Phani AR, Passacantando M, Santucci S (2007) J Non-Cryst Solids 353:663CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Tardy J, Erouel M, Deman AL, Gagnaire A, Teodorescu V, Blanchin MG, Canut B, Barau A, Zaharescu M, (2007) Microel Reliab 47:372CrossRef Tardy J, Erouel M, Deman AL, Gagnaire A, Teodorescu V, Blanchin MG, Canut B, Barau A, Zaharescu M, (2007) Microel Reliab 47:372CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Zaharescu M, Teodorescu VS, Gartner M, Blanchin MG, Barau A, Anastasescu M (2008) J Non-Cryst Solids 354:409CrossRef Zaharescu M, Teodorescu VS, Gartner M, Blanchin MG, Barau A, Anastasescu M (2008) J Non-Cryst Solids 354:409CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Mayer M (1997) SIMNRA Users Guide, Report IPP 9/113, Max-Plank-Institut für Plasmaphysik. Garching, Germany Mayer M (1997) SIMNRA Users Guide, Report IPP 9/113, Max-Plank-Institut für Plasmaphysik. Garching, Germany
37.
Zurück zum Zitat Barrett N, Renault O, Damlencaurt JF ,Maccherozi F, Fabrizioli M (2007) J Non-Cryst Solids 353:635CrossRef Barrett N, Renault O, Damlencaurt JF ,Maccherozi F, Fabrizioli M (2007) J Non-Cryst Solids 353:635CrossRef
38.
Zurück zum Zitat Sze SM (1982) Physics of Semiconductor Devices, Wiley Editor Sze SM (1982) Physics of Semiconductor Devices, Wiley Editor
Metadaten
Titel
Structure and dielectric properties of HfO2 films prepared by a sol–gel route
verfasst von
M.-G. Blanchin
B. Canut
Y. Lambert
V. S. Teodorescu
A. Barău
M. Zaharescu
Publikationsdatum
01.08.2008
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Sol-Gel Science and Technology / Ausgabe 2/2008
Print ISSN: 0928-0707
Elektronische ISSN: 1573-4846
DOI
https://doi.org/10.1007/s10971-008-1758-4

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2008

Journal of Sol-Gel Science and Technology 2/2008 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.