氮掺入对 (100)Si/HfO2 界面态的影响
材料科学
2014-06-26 v1
摘要
本文研究了氮掺入对 (100)Si/HfO2 系统中界面态能量分布的影响及其氢钝化效果，并将结果与名义上无氮样品进行了对比。研究发现，(100)Si/HfO2 实体中的氮会增加陷阱密度，尤其在 Si 带隙的上半部分最为显著，在该能量范围内，氮掺入阻碍了氢对界面陷阱的钝化。与此同时，只要含氮中间层的厚度保持在几个单分子层以内，带隙下半部分的快界面陷阱钝化仍能高效进行。在 H2 中钝化后实现的低于带隙中点的最低界面陷阱密度，主要由可能位于绝缘体中的慢速氮相关态主导。根据电容 - 电压和交流电导分析，在 (N2+5%O2) 气氛中于 800°C 进行沉积后退火，随后在分子氢中于 400°C 钝化 30 分钟，无论是在无氮还是含氮的 (100)Si/HfO2 结构中，均实现了最低的电活性缺陷密度 [在 Si 价带顶下方 0.4-0.5 eV 处为 (8-9)x10^10 eV^-1cm^-2]。
引用
@article{arxiv.1406.6609,
title = {Impact of nitrogen incorporation on interface states in (100)Si/HfO2},
author = {Y. G. Fedorenko and L. Truong and V. V. Afanas'ev and A. Stesmans and Z. Zhang and S. A. Campbell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.6609},
year = {2014}
}