Berlin 2005 – scientific programme
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DS: Dünne Schichten
DS 14: Schichtherstellung mit Laserverfahren
DS 14.3: Talk
Monday, March 7, 2005, 15:45–16:00, TU HS107
PLD dünner Hafniumoxidschichten auf Si(001): Einfluss der Substrattemperatur auf die Struktur — •Mathias Kappa, Markus Ratzke und Jürgen Reif — LS Experimentalphysik II, BTU Cottbus und JointLab IHP/BTU, Konrad-Wachsmann-Allee 1, 03046 Cottbus
Hafniumoxid ist eines der Materialien, die zurzeit als möglicher high-k-Ersatz von SiO2 für zukünftige höchstintegrierte Halbleiterbauelemente diskutiert werden. Dünne Schichten dieses Oxids zeigen die gewünschten elektrischen Parameter wie geringe Leckstromdichte und hohe Kapazität. Allerdings sind viele Fragen bezüglich der Stabilität solcher Schichten, besonders am Interface zum Silicium, noch offen.
Aus diesem Grund wurde der Einfluss der Substrattemperatur auf die Schicht- und Interface-Struktur beim Wachstum mittels Pulsed Laser Deposition (PLD) auf Si(001) untersucht und bezüglich chemischer (XPS) und struktureller Stabilität (AFM) und Interface (Mikro-Raman-Spektroskopie) analysiert.
Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass das System HfOx/Si bereits bei vergleichsweise geringen Temperaturen unerwünschte Reaktionen zeigt. Dazu gehören die Bildung von Hafniumsilicid und Siliciumdioxid, ein starkes Aufrauen der Oberfläche durch Ätzprozesse sowie eine von der Wachstumstemperatur abhängige Verspannung der Substratoberfläche. Diese degradierenden Vorgänge erschweren eine Integration in die Silicium basierte Halbleitertechnologie.