Dresden 2003 – scientific programme

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 8: Dielektrische und ferroelektrische Schichten, Nanostrukturen und Rastermethoden

DF 8.3: Talk

Thursday, March 27, 2003, 10:30–10:50, HSZ/403

Charakterisierung dünner SrTiO₃ Schichten für den Einsatz als alternatives Gateoxid im ferroelektrischen Feldeffekttransistor — •A. Gerber¹, H. Kohlstedt¹, M. Schmid¹, J. Schubert², V. Vaithyanathan² und D. G. Schlom² — ¹Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich — ²Penn State University, Materials Research Institute, University Park, PA 16803-6602

Durch Integration einer ferroelektrischen Schicht (z.B. PbZr_1−xTi_x O₃) in einen MOSFET, erhält man einen hochintegrationsfähigen, nicht flüchtigen Speicherbaustein (FeFET). Zwischen dem Siliziumsubstrat und dem Ferroelektrikum ist eine dielektrische Bufferschicht (Gateoxid) nötig, um Interdiffusionen und Defekte an der Grenzschicht zum Silizium zu vermeiden. Hierbei sind Materialien mit hohem є und geringer Gitterfehlanpassung zum Ferroelektrikum und Silizium nötig. SrTiO₃ besitzt diese Eigenschaften.

Dünne STO Schichten wurden mittels MBE direkt auf Si abgeschieden unter Vermeidung einer SiO₂ Schicht. Die Kristallinität der STO-Schichten und deren Stöchiometrie wurden mittels Röntgenbeugungsexperimenten und RBS ( Rutherford Back Scattering) -Messungen bestimmt. Die Oberfläche wurde durch AFM-Messungen untersucht. HRTEM Aufnahmen zeigen das Schichtwachstum an der Si-STO Grenzfläche. Anhand von Ergebnissen aus elektrischen und strukturellen Messungen, wird die Eignung von STO als alternatives Gateoxid für die Realisierung eines FeFET diskutiert.