Диссертация (1149415), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Данным кластерам соответствует состояние взапрещенной зоне, обуславливающее токи утечки.2. Установлены закономерности формирования состояний валентной зоны изоны проводимости Al2O3 при изменении симметрии ближайшегоокружения атомов алюминия. Обнаружено, что:2.1Определяющую роль в изменении ширины запрещенной зоны Al2O3 взависимости от его кристаллической модификации играет смещениедназоныпроводимости.Смещениепотолкавалентнойзонынезначительно.2.2Положение дна зоны проводимости в Al2O3 определяется переносомэффективного заряда между атомами алюминия и кислорода, которыйнапрямую зависит от симметрии окружения атома алюминия вструктуре.3.
С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии высокихэнергий и рентгеновской спектроскопии поглощения при использованииразнополяризованного синхротронного излучения изучено формированиемежфазовой границы γ-Al2O3/TiN как со стороны γ-Al2O3, так и состороны TiN. Получены следующие результаты:1263.1При нанесении металлического электрода (TiN) на изначальностехиометричную пленку γ-Al2O3 даже при сравнительно низкойтемпературе300°-400°Cобразуетсядефициткислородавприповерхностном слое γ-Al2O3.3.2Причиной перераспределения кислорода на межфазовой границеявляетсявзаимодействиеγ-Al2O3иTiN:состороныγ-Al2O3формируются кислородные вакансии, а со стороны TiN формируетсяоксинитридTiNxOy, приэтом формирование оксидаTiO2 непроисходит.3.3Вследствие перераспределения кислорода на границе γ-Al2O3/TiNформируется дипольный слой, обусловленный замещением атомовазота кислородом в TiN и, как следствие, искажением октаэдрическойсимметрии окружения, характерной для TiN.3.4Искажение октаэдров TiN6-nOn происходит преимущественно вдольопределенноговыделенногонаправления,имеющегоненулевуюсоставляющую, перпендикулярную плоскости межфазовой границы.3.5Для состояний, связанных с образованием кислородных вакансий вструктуреγ-Al2O3,характернаориентация,причем(параллельноплоскостинекотораянаправлениемежфазовойпреимущественнаяориентацииграницы).горизонтальноВэтойсвязиобразование кислородных вакансий в γ-Al2O3 само по себе не можетбыть причиной образования дипольного слоя.Полученные в диссертационной работе результаты важны с точки зренияпонимания формирования энергетических барьеров для носителей тока награницедиэлектрикаметаллическимисразличнымиматериалами.полупроводниковымиПолученныерезультатыилидолжныспособствовать совершенствованию технологии синтеза low-k диэлектриковна основе SiO2, позволяющих эффективно изолировать металлическиесоединительные линии в микрочипе и уменьшить паразитную емкость, атакже должны способствовать оптимальному выбору кристаллической фазы127Al2O3 для его использования в качестве подзатворного диэлектрика в МДПтранзисторах и в качестве блокирующего диэлектрика в энергонезависимыхэлементах памяти.Список литературы1.
Guha, S. [и др.] Oxygen vacancies in high dielectric constant oxidesemiconductor films // Physical Review Letters. - 2007. - 98. - С. 196101.2. Chandra, J. [и др.] Modulations in effective work function of platinum gateelectrode in metal-oxide-semiconductor devices // Thin Solid Films. - 2012. - 520.- C. 4556-4558.3. Schaeffer, J.K. [и др.] Contributions to the effective work function of platinumon hafnium dioxide // Applied Physics Letters.
- 2004. - 85. - C. 1826-1828.4. Kolomiiets, N.M. [и др.] Hydrogen induced dipole at the Pt/oxide interface inMOS devices // Physica Status Solidi. - 2016. - 213. - C. 260-264.5. Afanas’ev, V.V. [и др.] TiNx/HfO2 interface dipole induced by oxygenscavenging // Applied Physics Letters. - 2011. - 98. - C. 132901-132903.6. Pantisano, L. [и др.] Towards barrier height modulation in HfO2/TiN by oxygenscavenging – Dielectric defects or metal induced gap states? // MicroelectronicEngineering. - 2011.
- 88. - C. 1251-1254.7. Filatova, E.O. [и др.] Re-distribution of oxygen at the interface betweenγ‑Al2O3 and TiN // Scientific Reports. - 2017. - 7. - C. 4541-4514.8. Weinberg, Z.A. [и др.] Transmission, photoconductivity, and the experimentalband gap of thermally grown SiO2 films // Physical Review B. - 1979. - 19. - С.3107.9. Powell, R.J. [и др.] Vacuum ultraviolet radiation effects in SiO2 // IEEETransactions on Nuclear Science.
- 1971. - 18. - С. 99-105.10. DiStefano, T.H. [и др.] The band edge of amorphous SiO2 by photoinjectionand photoconductivity measurements // Solid State Communications. - 1971. - 9. С. 2259-2261.12811. Pantelides, S.T. [и др.] Electronic structure, spectra, and properties of 4:2coordinated materials. I. Crystalline and amorphous SiO2 and GeO2 // PhysicalReview B. - 1975. - 13. - С.
2667.12. Mo, Sh.-D. [и др.] X-ray absorption near-edge structure in alpha-quartz andstishovite: Ab initio calculation with core–hole interaction // Journal of AppliedPhysics. - 2001. - 78. - С. 3809-3811.13. Порай-Кошиц, Е.А. О структуре однокомпонентных стекол // Физика ихимия стекла. - 1977. - 3. - С. 292-305.14. Силинь, А.Р. Точечные дефекты и элементарные возбуждения вкристаллическом и стеклообразном SiO2 / А.Р. Силинь, А.Н. Трухин. - Рига:Зинатне, 1985. - 244 с.15. Crowder, S.
[и др.] A 0.18 /spl mu/m high-performance logic technology //Digest of Technical Pappers - Symposium on VLSI Technologies. - 1999. - 105.16. Leobandung, E. [и др.] High performance 0.18 /spl mu/m SOI CMOStechnology // Technical Digest - International Electron Devices Meeting.
- 1999. 679.17. Ruelke, H. [и др.] Implementation of CVD low-k dielectrics for high-volumeproduction // Solid State Technology. - 2004. - 47. – С. 60-62.18. Grill, A. Porous pSiCOH ultralow-k dielectrics for chip interconnects preparedby PECVD // Annual Review of Materials Research. - 2009. - 39. - С. 49-69.19. Grill, A. [и др.] Ultralow dielectric constant pSiCOH films prepared withtetramethylcyclotetrasiloxane as skeleton precursor // Journal of Applied Physics.
2008. - 104. - C. 024113-024121.20. Baklanov, M.R. [и др.] Effect of porogen residue on electrical characteristicsof ultra low-k materials // Microelectronic Engineering. - 2011. - 88. - C. 990–993.21. Maex, K. [и др.] Low dielectric constant materials for microelectronics //Journal of Applied Physics. - 2003. - 93. - C. 8793-8841.22. Ushio, J. [и др.] Ultraviolet-curing mechanism of porous-SiOC // JapaneseJournal of Applied Physics. - 2007.
- 46. - C. L405.23. Prager, L. [и др.] Effect of pressure on efficiency of UV curing of CVDderived low-k material at different wavelengths // Microelectronic Engineering. 2008. - 85. - C. 2094-2097.12924. Favennec, L. [и др.] Ultralow k using a plasma enhanced chemical vapordeposition porogen approach: Matrix structure and porogen loading influences //Journal of Applied Physics. - 2007.
- 102. - C. 064107-064109.25. Zenasni, A. [и др.] The role of ultraviolet radiation during ultralow k filmscuring: Strengthening mechanisms and sacrificial porogen removal // Journal ofApplied Physics. - 2007. - 102. - C. 094107-094114.26. Gates, S.M. [и др.] Preparation and structure of porous dielectrics by plasmaenhanced chemical vapor deposition // Journal of Applied Physics. - 2007. - 101. C. 094103-094110.27. Marsik, P. [и др.] Porogen residues detection in optical properties of low-kdielectrics cured by ultraviolet radiation // Thin Solid Films. - 2010.
- 518. - C.4266–4272.28. Forouhi, A. R. [и др.] Optical dispersion relations for amorphoussemiconductors and amorphous dielectrics // Physical Review B. - 1986. - 34. - C.7018.29. Pargon, E. [и др.] Mechanisms involved in HBr and Ar cure plasma treatmentsapplied to 193 nm photoresists // Journal of Applied Physics. - 2009. - 105. - C.094902-094912.30. Goldman, M.A.
[и др.] Oxygen radical and plasma damage of low-korganosilicate glass materials: Diffusion-controlled mechanism for carbondepletion // Journal of Applied Physics. - 2009. - 106. - C. 013311-013317.31. Wilks, J.A. [и др.] Nitridation of organo-silicate glass: A self-limiting processfor PVD Ta1+xN/Ta barrier formation // Applied Surface Science. - 2009. - 255.
9543–9547.32. Baklanov, M.R. [и др.] Plasma processing of low-k dielectrics // Journal ofApplied Physics. - 2013. - 113. - C. 041101-041141.33. Некрашевич, С.С. [и др.] Электронная структура оксида кремния (Обзор)// Физика твердого тела. - 2014. - 56. - С. 209-223.34.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
