利用差示扫描量热法确定基于高-$\kappa$栅介质材料的退火温度

Debaleen Biswas; Anil Kumar Sinha; Supratic Chakraborty

doi:10.1116/1.4929442

利用差示扫描量热法确定基于高-$\kappa$栅介质材料的退火温度

材料科学 2019-10-02 v2

作者: Debaleen Biswas , Anil Kumar Sinha , Supratic Chakraborty

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摘要

本文确定了高- $\kappa$ 介电薄膜的结晶过程，并为高- $\kappa$ 介电基金属 - 氧化物 - 半导体 (MOS) 技术中改善其电性能确定了最佳退火温度范围。采用差示扫描量热法 (DSC) 技术研究通过射频溅射沉积在 Si 上的薄高- $\kappa$ 介电薄膜 HfO $_2$ 的热行为。DSC 信号的放热趋势和掠入射 X 射线衍射 (GIXRD) 数据表明，高- $\kappa$ 薄膜在较高温度下发生了从非晶态到晶态的转变。焓 - 温度变化显示玻璃化转变温度 (T $_g$ ) 约为 590 $^o$ C，超过该温度会发生从非晶态到单斜晶系 m-HfO $_2$ 的结晶转变。此外，DSC 测量中观察到并由傅里叶变换红外光谱 (FT-IR) 研究证实的 Hf-硅酸盐形成过程表明，Hf-硅酸盐的形成始于约 717 $^o$ C。高频 (HF) 电容 - 电压 $(C-V)$ 和电流密度 - 电压 $(J-V)$ 特性表明，薄膜的结晶并非高- $\kappa$ 基 MOS 器件电性能退化的根本原因，器件退化是由于界面处 Hf-硅酸盐的形成所致。

关键词

高-$\kappa$介电材料退火温度差示扫描量热法结晶 HfO$_2$ Hf-硅酸盐 MOS 器件

引用

@article{arxiv.1502.01889,
  title  = {Identification of annealing temperature for high-$\kappa$-based gate oxides using differential scanning calorimetry},
  author = {Debaleen Biswas and Anil Kumar Sinha and Supratic Chakraborty},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1502.01889},
  year   = {2019}
}

备注

14 pages, 6 figures

利用差示扫描量热法确定基于高-$\kappa$栅介质材料的退火温度

摘要

关键词

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