Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm

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DF: Fachverband Dielektrische Festkörper

DF 13: Dielectric and ferroelectric thin films and nanostructures III

DF 13.3: Vortrag

Donnerstag, 28. Februar 2008, 14:40–15:00, EB 107

Hyperfeinwechselwirkung in dünnen Schichten von HfO₂ — •Michael Steffens¹, Reiner Vianden¹ und Andre Stesmans² — ¹Helmholtz - Institut für Strahlen- und Kernphysik, Nußallee 14-16, 53115 Bonn, Germany — ²Dept. of Physics, Celestijnenlaan 200D, 3001 Leuven, Belgium

Das „high-κ“-Dielektrikum HfO₂ soll als Nachfolger von SiO₂ als Gate-Oxid in MOSFET-Strukturen eingesetzt werden. In dieser Technologie gefertigte Chips haben bereits Marktreife erreicht. Durch diesen Übergang wird der Weg für eine weitere zukünftige Leistungssteigerung im Sinne des Mooreschen Gesetzes ermöglicht. Zwar wurde HfO₂ in den vergangenen Jahren intensiv studiert, vollständig verstanden sind seine Eigenschaften jedoch nicht.

Die Hyperfeinwechselwirkung des Hf in 100 nm dünnen Schichten HfO₂ wurde mit der gestörten γ−γ-Winkelkorrelation (PAC) untersucht. Die PAC eignet sich besonders für die Bestimmung der lokalen Umgebung eines Sondenkerns im Material. Die PAC-Sonde ¹⁸¹Hf wird durch Neutronenaktivierung des natürlich in den Proben vorkommenden ¹⁸⁰Hf erzeugt. Die Filmproben sind mit ALCVD und MOCVD auf einem einkristallinen (100)Si-Substrat gewachsen.

An verschieden thermisch behandelten Proben wurden PAC-Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse eines isochronen Ausheilprogramms und temperaturabhängiger Messungen werden gezeigt und im Vergleich zum Verhalten von gleichbehandeltem reinem HfO₂ diskutiert. Schwerpunkt ist dabei die Kristallstruktur der Schichten und ihr Verhalten unter Temperatureinflüssen.