Аннотация:
Проанализирована зависимость свойств буферных слоев на границах раздела кремний-сегнетоэлектрик и кремний-high-k-диэлектрик от материала и толщины осажденного на подложку изолятора. На одну и ту же пластину кремния $n$-типа с естественным окислом были нанесены пленки сегнетоэлектрика Ba$_{0.8}$Sr$_{0.2}$TiO$_3$ и high-k-диэлектрика HfO$_2$ с набором толщин от 20 до 150 nm и одинаковыми размерами полевых контактов. Оказалось, что у структур с сегнетоэлектриком значения емкостей в каждой из областей насыщения высокочастотных вольт-фарадных характеристик для всех толщин изолирующего слоя близки между собой. У объектов с high-k-диэлектриком наблюдалось уменьшение емкости с ростом толщины изолятора. Построены графики зависимостей изгиба зон в полупроводнике от полевого напряжения и спектральной плотности электронных ловушек в буферных слоях структур с HfO$_2$ от энергии в запрещенной зоне кремния. Показано, что концентрация и спектр электронных ловушек на контакте кремния с сегнетоэлектриком практически не зависят от толщины изолирующего слоя. Буферный слой на границе раздела кремния с high-k-диэлектриком существенно изменяет свои свойства с ростом толщины изолятора – спектральная кривая электронных ловушек сдвигается вглубь запрещенной зоны полупроводника, расширяется, а ее минимальное значение уменьшается.
Полный текст:
PDF файл (324 kB)