Regensburg 2007 – scientific programme

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DS: Fachverband Dünne Schichten

DS 11: Symposium: New Materials for Nanoelectronics

DS 11.5: Talk

Tuesday, March 27, 2007, 11:30–11:45, H32

Herstellung und Charakterisierung von MOSFETs mit Gadoliniumscandat als alternatives Gatedielektrikum — •Martin Roeckerath, Joachim Knoch, Joao Marcelo Jordao Lopes, Tassilo Heeg, Jürgen Schubert und Siegfried Mantl — Institut für Bio- und Nanosysteme (IBN 1 - IT) und CNI, Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich, Germany

Seltene-Erd-Scandate sind durch ihre herausragenden morphologischen und elektrischen Eigenschaften eine vielversprechende Materialklasse für die Verwendung als High-k-Dielektrikum in zukünftigen CMOS Anwendungen. Speziell GdScO₃ weist eine hohe thermische Stabilität sowie eine DK von ca. 23 auf. In dieser Arbeit wurde dieses Material nun in Feldeffekt-Transistoren (MOSFETs) als alternatives Gateoxid integriert. Besonderer Schwerpunkt der Untersuchung lag auf dem Einfluss der High-k-Silizium-Grenzfläche auf die elektrischen Eigenschaften der Bauelemente. Das Oxid wurde mittels Elektronenstrahlverdampfen von stöchiometrischem Quellenmaterial im Hochvakuum hergestellt. Um die Grenzfläche zu variieren wurde das GdScO₃ sowohl auf chemischem Oxid als auch auf wasserstoffterminierter Si(100)-Oberfläche abgeschieden und einige Proben außerdem nachträglich in Sauerstoff getempert. Die elektrische Charakterisierung der Bauelemente zeigt einen deutlichen Einfluss sowohl des Temperns als auch der Vorbehandlung auf deren Ströme sowohl im Aus- als auch im Anzustand. Außerdem kann eine Schwellspannungsverschiebung beobachtet werden. In diesem Beitrag wird auch der Einfluss der Grenzflächeneigenschaften auf die Ladungsträgerbeweglichkeit diskutiert.