Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2016

21.04.2016

The influence of Yttrium on leakage current and dielectric properties of amorphous Al2O3 thin film derived by sol–gel

verfasst von: Manwen Yao, Pei Zou, Zhen Su, Jianwen Chen, Xi Yao

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2016

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

Amorphous Yttrium-doped aluminum oxide thin films were deposited on Pt/Ti/SiO2/Si substrates by sol–gel. It was observed by field emission scanning electron microscope that the surface morphology was smooth and homogeneous. From Fourier Transform Infrared Spectroscopy, a broad absorption band at 700–1000 cm−1 owing to vibrations of aluminum oxide was observed. The absorption peaks strength relating to hydroxyl group decreased with the increase of Y doping concentration. The electrical properties were investigated in terms of Y doping content and relative humidity. The results show that the existence of hydroxyl and absorbed water makes a significant influence on the electric properties of films. The electric conduction characteristics and dielectric breakdown properties are modified by the decrease of content of hydroxyl and absorbed water, leading to a lower leakage current and higher dielectric strength. It can be seen that the leakage current of films decreases with the Y doping, and could be reasonably deduced that leakage current can be effectively tuned by Y doping.

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

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!

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"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat E. Ciliberto, I. Fragala, R. Rizza, G. Spoto, G.C. Allen, Appl. Phys. Lett. 67, 1624–1626 (1995)CrossRef E. Ciliberto, I. Fragala, R. Rizza, G. Spoto, G.C. Allen, Appl. Phys. Lett. 67, 1624–1626 (1995)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat J. Litvinov, Y.J. Wang, J. George, P. Chinwangso, S. Brankovic, R.C. Willson, D. Litvinov, Surf. Coat. Technol. 224, 101–108 (2013)CrossRef J. Litvinov, Y.J. Wang, J. George, P. Chinwangso, S. Brankovic, R.C. Willson, D. Litvinov, Surf. Coat. Technol. 224, 101–108 (2013)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat K.H. Zaininger, A.S. Waxman, IEEE. T. Electron. Dev. 16, 333–338 (1969)CrossRef K.H. Zaininger, A.S. Waxman, IEEE. T. Electron. Dev. 16, 333–338 (1969)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat K.P. Pande, V.K.R. Nair, D. Gutierrez, J. Appl. Phys. 54, 5436–5440 (1983)CrossRef K.P. Pande, V.K.R. Nair, D. Gutierrez, J. Appl. Phys. 54, 5436–5440 (1983)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat M. Ishida, I. Katakabe, T. Nakamura, N. Ohtake, Appl. Phys. Lett. 52, 1326–1328 (1988)CrossRef M. Ishida, I. Katakabe, T. Nakamura, N. Ohtake, Appl. Phys. Lett. 52, 1326–1328 (1988)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat K.B. Jinesh, J.L. Van Hemmen, M.C.M. Van De Sanden, F. Roozeboom, J.H. Klootwijk, W.F.A. Besling, W.M.M. Kessels, J. Electrochem. Soc. 158, G21–G26 (2011)CrossRef K.B. Jinesh, J.L. Van Hemmen, M.C.M. Van De Sanden, F. Roozeboom, J.H. Klootwijk, W.F.A. Besling, W.M.M. Kessels, J. Electrochem. Soc. 158, G21–G26 (2011)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M. Aguilar-Frutis, M. Garcia, C. Falcony, G. Plesch, S. Jimenez-Sandoval, Thin Solid Films 389, 200–206 (2001)CrossRef M. Aguilar-Frutis, M. Garcia, C. Falcony, G. Plesch, S. Jimenez-Sandoval, Thin Solid Films 389, 200–206 (2001)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat J. Peng, Q. Sun, S. Wang, H. Wang, Appl. Phys. Lett. 103, 061603 (2013)CrossRef J. Peng, Q. Sun, S. Wang, H. Wang, Appl. Phys. Lett. 103, 061603 (2013)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat G.W. Hyung, J. Park, J.R. Koo, Z. Li, S.J. Kwon, E.S. Cho, Y.K. Kim, Jpn. J. Appl. Phys. 51, 025702 (2012) G.W. Hyung, J. Park, J.R. Koo, Z. Li, S.J. Kwon, E.S. Cho, Y.K. Kim, Jpn. J. Appl. Phys. 51, 025702 (2012)
11.
Zurück zum Zitat E.P. Gusev, M. Copel, E. Cartier, I.J.R. Baumvol, C. Krug, M.A. Gribelyuk, Appl. Phys. Lett. 76, 176–178 (2000)CrossRef E.P. Gusev, M. Copel, E. Cartier, I.J.R. Baumvol, C. Krug, M.A. Gribelyuk, Appl. Phys. Lett. 76, 176–178 (2000)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat J. Kolodzey, E.A. Chowdhury, T.N. Adam, G. Qui, I. Rau, J.O. Olowolafe, J.S. Suehle, Y. Chen, IEEE. T. Electron. Dev. 47, 121–128 (2000)CrossRef J. Kolodzey, E.A. Chowdhury, T.N. Adam, G. Qui, I. Rau, J.O. Olowolafe, J.S. Suehle, Y. Chen, IEEE. T. Electron. Dev. 47, 121–128 (2000)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat W.H. Lee, J.T. Clemens, R.C. Keller, L. Manchanda, Tech. Dig. Symp. VLSI Technol. 1, 117–118 (1997)CrossRef W.H. Lee, J.T. Clemens, R.C. Keller, L. Manchanda, Tech. Dig. Symp. VLSI Technol. 1, 117–118 (1997)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat N.H. Fletcher, A.D. Hilton, B.W. Ricketts, J. Phys. D Appl. Phys. 29, 253 (1996)CrossRef N.H. Fletcher, A.D. Hilton, B.W. Ricketts, J. Phys. D Appl. Phys. 29, 253 (1996)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat E.K. Michael, S. Trolier-McKinstry, J. Appl. Phys. 118, 054101 (2015)CrossRef E.K. Michael, S. Trolier-McKinstry, J. Appl. Phys. 118, 054101 (2015)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Q. Chen, Y. Wang, X. Zhou, Q.M. Zhang, S. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 142909 (2008)CrossRef Q. Chen, Y. Wang, X. Zhou, Q.M. Zhang, S. Zhang, Appl. Phys. Lett. 92, 142909 (2008)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat X. Song, Y. Zhang, Y. Chen, Q. Zhang, J. Zhu, D. Yang, J. Electron. Mater. 44, 4819–4824 (2015)CrossRef X. Song, Y. Zhang, Y. Chen, Q. Zhang, J. Zhu, D. Yang, J. Electron. Mater. 44, 4819–4824 (2015)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat D.M. Smyth, The Defect Chemistry of Oxides, ch. 5 (Oxford University Press, New York, 2000) D.M. Smyth, The Defect Chemistry of Oxides, ch. 5 (Oxford University Press, New York, 2000)
19.
Zurück zum Zitat Y. Kono, N. Ohya, Y. Saiga, K. Suekuni, T. Takabatake, K. Akai, S. Yamamoto, J. Electron. Mater. 40, 845–850 (2011)CrossRef Y. Kono, N. Ohya, Y. Saiga, K. Suekuni, T. Takabatake, K. Akai, S. Yamamoto, J. Electron. Mater. 40, 845–850 (2011)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat F. Wang, Y. Han, C.S. Lim, Y. Lu, J. Wang, J. Xu, H. Chen, C. Zhang, M. Hong, X. Liu, Nature 463, 1061–1065 (2010)CrossRef F. Wang, Y. Han, C.S. Lim, Y. Lu, J. Wang, J. Xu, H. Chen, C. Zhang, M. Hong, X. Liu, Nature 463, 1061–1065 (2010)CrossRef
21.
22.
Zurück zum Zitat Y.T. Chu, J.B. Bates, C.W. White, G.C. Farlow, J. Appl. Phys. 64, 3727–3730 (1988)CrossRef Y.T. Chu, J.B. Bates, C.W. White, G.C. Farlow, J. Appl. Phys. 64, 3727–3730 (1988)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat G. Dearnaley, A.M. Stoneham, D.V. Morgan, Rep. Prog. Phys. 33, 1129 (1970)CrossRef G. Dearnaley, A.M. Stoneham, D.V. Morgan, Rep. Prog. Phys. 33, 1129 (1970)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat M. Yao, R. Xiao, Y. Peng, J. Chen, B. Hu, X. Yao, J. Sol-Gel, Sci. Technol. 74, 39–44 (2015) M. Yao, R. Xiao, Y. Peng, J. Chen, B. Hu, X. Yao, J. Sol-Gel, Sci. Technol. 74, 39–44 (2015)
26.
28.
Zurück zum Zitat A.P. Kerasidou, P.K. Karahaliou, N.I. Xanthopoulos, P. Svarnas, IEEE. T. Dielect. El. In 21, 230–235 (2014)CrossRef A.P. Kerasidou, P.K. Karahaliou, N.I. Xanthopoulos, P. Svarnas, IEEE. T. Dielect. El. In 21, 230–235 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
The influence of Yttrium on leakage current and dielectric properties of amorphous Al2O3 thin film derived by sol–gel
verfasst von
Manwen Yao
Pei Zou
Zhen Su
Jianwen Chen
Xi Yao
Publikationsdatum
21.04.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-4767-z

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2016

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2016 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt