铝硅氮器件的长期稳定性与氧化：基于原位 HAXPES 的研究
材料科学
2026-03-19 v1
摘要
铝硅氮 (AlScN) 因其大的剩余极化、可扩展性以及与半导体技术的兼容性，成为铝氮化物器件的热门材料。通过掺杂 AlN 引入 Sc 可削弱极性 AlN 结构中的键，从而在介电击穿场以下实现铝氮化物的铝氮化物开关。然而，Sc 掺杂会增加材料向氧化趋势。本研究利用硬 X 射线光电子能谱 (HAXPES) 考察了镡掩盖和无镡掩盖 AlScN 薄膜的氧化过程。样品曝露于空气时间为两周或六个月。HAXPES 光谱显示氮被氧取代，且氧倾向于以 Sc 而非 Al 进行氧化。N 光谱特征的出现可直接关联氧化过程。我们提出一种氧化模型，可模拟铝硅氮中元素特异性氧化过程的光谱结果。最后，我们解释了无镡掩盖和镡掩盖 AlScN 电容堆的原位 HAXPES 数据。
引用
@article{arxiv.2410.21132,
title = {Long-term stability and oxidation of ferroelectric AlScN devices: An operando HAXPES study},
author = {Oliver Rehm and Lutz Baumgarten and Roberto Guido and Pia Maria Düring and Andrei Gloskovskii and Christoph Schlueter and Thomas Mikolajick and Uwe Schroeder and Martina Müller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.21132},
year = {2026}
}