| Περίληψη: | Το Al2O3 αποτελεί ένα από τα κύρια υποψήφια high-k οξείδια, σε μια μελλοντική τεχνολογία CMOS που θα βασίζεται στο Γερμάνιο. Προς την κατεύθυνση της βελτιστοποίησης της διεπιφάνειας Al2O3/Ge, έχουν προταθεί ποικίλες μέθοδοι, στις οποίες εμπλέκονται διαφορετικά στάδια της κατασκευής δομών MOS. Σε προηγούμενη μελέτη της ερευνητικής ομάδας, παρατηρήθηκε σε δομές Pt/Al2O3/Ge η αντίδραση μεταξύ μετάλλου πύλης Pt και του εναποθετημένου διηλεκτρικού Al2O3, και ο σχηματισμός ενδιάμεσου στρώματος Pt-Al, κάτι που αποδόθηκε στην έκθεση του Al2O3 στον εμφανιστή (MIF-726) κατά το στάδιο της αρνητικής λιθογραφίας. Η ανόπτηση σε περιβάλλον Forming Gas (10% H2, 90% N2) ενίσχυσε περαιτέρω την παραπάνω αντίδραση. Η παρούσα εργασία στοχεύει στην περαιτέρω μελέτη της αντίδρασης μετάλλου-διηλεκτρικού, και για αυτόν τον σκοπό θα εξεταστεί η πιθανή επίδραση του υποστρώματος, καθώς και η εξάρτηση από την θερμοκρασία ανόπτησης σε περιβάλλον Forming Gas. Κατασκευάστηκαν δομές Pt/(10nm)Al2O3/p-Si, και χαρακτηρίστηκαν δομικά και ηλεκτρικά. Το διηλεκτρικό εναποτέθηκε με την τεχνική Ατομικής Εναπόθεσης Στρώματος (Atomic Layer Deposition- ALD). Η εξαγωγή της πυκνότητας των διεπιφανειακών παγίδων πραγματοποιήθηκε από τις μετρήσεις Gp/ω=f(f). Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε σύγκριση με αποτελέσματα ηλεκτρικών μετρήσεων σε δομές Μετάλλου/Al2O3/p-Ge που βρίσκονταν στη διάθεση της ερευνητικής ομάδας. Οι δομές που αναπτύχθηκαν σε υπόστρωμα Si, εμφανίστηκαν περισσότερο ανθεκτικές, παρά το μικρό πάχος διηλεκτρικού (10 nm), ενώ δεν παρατηρήθηκε η αντίδραση Pt-Al2O3. Αποσταθεροποίηση των δομών παρουσιάστηκε στις υψηλότερες θερμοκρασίες ανόπτησης (>400oC), που συνοδεύτηκε από έντονα ρεύματα διαρροής. Οι δομές σε υπόστρωμα Ge, παρά το μεγαλύτερο πάχος διηλεκτρικού τους, εμφανίστηκαν περισσότερο αποσταθεροποιημένες, ήδη από την θερμοκρασία ανόπτησης στους 350 oC. Τα παραπάνω συμπεράσματα αποτελούν μια πρώτη ένδειξη για την επίδραση του υποστρώματος στην υποβάθμιση των δομών.
|
|---|
