金属 - 氧化物界面的氢释放：氢化 Al/SiO$_2$ 界面的第一性原理研究
材料科学
2017-04-05 v1
摘要
界面处的阳极氢释放 (AHR) 机制负责产生缺陷，这些缺陷会捕获载流子并可能导致金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管中的介电击穿。AHR 在 Si/SiO 界面已被广泛研究，但其在金属 - 二氧化硅界面的特性仍不清楚。在本研究中，我们进行了密度泛函理论 (DFT) 计算，以研究典型 Al/SiO 金属 - 氧化物界面的氢释放机制。我们发现间隙氢原子可以断裂界面 Al-Si 键，从而使 Si 轨道钝化。间隙氢原子也可以断裂界面 Al-O 键，或在铝上的界面处被吸附，形成稳定的 Al-H-Al 桥。我们表明，Al/SiO 界面处的氢化 O-H、Si-H 和 Al-H 键是极化的。由此产生的键偶极矩削弱了 O-H 和 Si-H 键，但在金属栅极施加正偏压时增强了 Al-H 键。我们的计算表明，对于氢释放过程，Al-H 键和 O-H 键比 Si-H 键更为重要。
引用
@article{arxiv.1610.08365,
title = {Hydrogen release at metal-oxide interfaces: A first principle study of hydrogenated Al/SiO$_2$ interfaces},
author = {Jianqiu Huang and Eric Tea and Guanchen Li and Céline Hin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.08365},
year = {2017}
}
备注
15 pages, 7 figures, and 1 table