非晶HfSiON的介电性质

Masahiro Koike; Tsunehiro Ino; Yuuichi Kamimuta; Masato Koyama; Yoshiki Kamata; Masamichi Suzuki; Yuichiro Mitani; Akira Nishiyama

doi:10.1103/PhysRevB.73.125123

非晶HfSiON的介电性质

材料科学 2007-05-23 v1

作者: Masahiro Koike , Tsunehiro Ino , Yuuichi Kamimuta , Masato Koyama , Yoshiki Kamata , Masamichi Suzuki , Yuichiro Mitani , Akira Nishiyama

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摘要

研究了具有不同原子组分的非晶铪硅氧氮化物(HfSiON)薄膜的介电性质。薄膜通过在O、N和Ar混合气氛中反应溅射Hf和Si沉积而成。分别使用X射线光电子能谱(XPS)、反射电子能量损失谱(REELS)、卢瑟福背散射谱(RBS)和X射线衍射(XRD)确认了键合态、带隙能量、原子组分和结晶度。光学(高频)介电常数通过椭圆偏振法测量的反射率指数的平方光学确定。静态介电常数通过Au/HfSiON/Si(100)结构的电容电学估算。观察到薄膜中少量N掺入仅导致Si-N键的形成，而无Hf-N键。在对应于Hf-N键开始形成的原子组分边界处，观察到带隙能量的急剧下降。通过结合原子浓度和键合态数据，我们发现HfSiON可被视为由四种绝缘组分组成的伪四元合金：SiO₂、HfO₂、Si₃N₄和Hf₃N₄。薄膜的光学和静态介电常数对N浓度表现出非线性依赖关系，其行为可通过Hf-N键的突然形成来理解。

关键词

HfSiON 介电常数带隙反应溅射伪四元合金 X射线光电子能谱

引用

@article{arxiv.cond-mat/0601503,
  title  = {Dielectric Properties of Noncrystalline HfSiON},
  author = {Masahiro Koike and Tsunehiro Ino and Yuuichi Kamimuta and Masato Koyama and Yoshiki Kamata and Masamichi Suzuki and Yuichiro Mitani and Akira Nishiyama},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0601503},
  year   = {2007}
}

备注

17 pages, 5 figures

非晶HfSiON的介电性质

摘要

关键词

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