Regensburg 2002 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 27: Postersitzung

DS 27.20: Poster

Tuesday, March 12, 2002, 15:30–17:30, Poster Physik B

Charakterisierung und Optimierung von Diffusionsbarrierenschichten auf der Basis metallischer Oxide — •Cay-Uwe Pinnow¹, Igor Kasko¹, Nicolas Nagel¹, Thomas Mikolajick¹, Michael Seibt², Konrad Samwer³ und Ulrich Geyer³ — ¹Infineon Technologies AG, MP TF, Otto-Hahn-Ring 6, 81739 Muenchen — ²IV. Physikalisches Institut Goettingen, Bunsenstr. 13-15, 37073 Goettingen — ³I. Physikalisches Institut Goettingen, Bunsenstr. 9, 37073 Goettingen

Fuer die Integration von ferroelektrischen Perowskit-Schichten in FeRAM-Zellen sind reaktiv gesputterte, metallische IrO₂ Schichten als Sauerstoffbarriere bezueglich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert und optimiert worden. Die Sauerstoffselbstdiffusion in IrO₂ Schichten wurde mittels ¹⁸O Isotopendiffusion und SIMS Tiefenprofilanalyse untersucht. Fuer die intrinsische Isotopendiffusion im Temperaturbereich von 600..765C wurde an relaxierten Proben ein Arrhenius-Verhalten mit einer Aktivierungsenergie von E=2,73eV gefunden. Fuer nicht thermisch vorbehandelte Proben, die eine signifikante Schaedigung durch den reaktiven Sputterprozess aufwiesen, wurden deutlich hoehere Diffusionskoeffizienten als an den relaxierten Schichten gemessen. Die Schaedigung der IrO₂ Schichten wird durch einen waehrend des reaktiven Sputterns stattfindenden Ion-peening Prozess gedeutet, der im kristallinen Schichtgefuege Defekte erzeugt, die die Sauerstoffselbstdiffusion erhoehen. Das Rekristallisationsverhalten der IrO₂ Schichten wird in Zusammenhang mit der beobachteten Isotopendiffusion diskutiert.