在热处理后,分子层沉积的哈夫尼康薄膜的化学,结构和电气变化
Vamseedhara Vemuri1, Sean W King2, Ryan Thorpe3
1Department of Materials Science and Engineering, Lehigh University, Bethlehem, Pennsylvania 18015, United States.
ACS applied electronic materials
|July 29, 2024
概括
化分子层沉积 (MLD) 哈夫尼康薄膜提供了一个有前途的途径,以创建低密度,低允许度的薄膜. 这一过程改变了与原子层沉积 (ALD) hafnia相比的薄膜厚度,密度和结晶温度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 薄膜沉积的情况
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 分子层沉积 (MLD) 和原子层沉积 (ALD) 是制造薄膜的关键技术.
- 基于的材料对各种电子应用有兴趣.
- 了解沉积后回火对MLD薄膜的影响对于属性调整至关重要.
研究的目的:
- 为了研究沉积后回火对分子层沉积 (MLD) 哈夫尼康薄膜的影响.
- 为了比较冷的MLD哈夫尼康薄膜与原子层沉积 (ALD) 哈夫尼亚薄膜的性能.
- 探索MLD薄膜回火的潜力,以创建具有量身定制的低密度和相对导电性的材料.
主要方法:
- 哈夫尼康薄膜的沉积使用四甲 ((dimethylamido) hafnium (TDMAH) 和乙烯基醇通过MLD.
- 使用TDMAH和水通过ALD在120°C下沉积哈夫尼亚薄膜.
- 在现场进行X射线反射 (XRR) 和X射线衍射 (XRD) 以监测厚度,密度和结晶.
- 福里埃变换红外光谱 (FTIR) 和X射线光电子光谱 (XPS) 用于化学分析.
- 对介电常数和蚀刻速率 (CF4/O2) 的测量.
主要成果:
- 将MLD哈夫尼康薄膜火至400°C,导致厚度降低70%和密度增加~100%,尽管密度仍然低于ALD哈夫尼亚.
- 在150°C和350°C之间,哈夫尼康薄膜的厚度显著减少.
- 对于MLD哈夫尼康薄膜 (600°C) 的结晶温度高于ALD哈夫尼亚薄膜 (350°C).
- 在火过程中暴露于紫外线并没有显著改变哈夫尼康薄膜的化学成分.
- 在研究的温度范围内,哈夫尼康薄膜的介电常数低于哈夫尼亚薄膜.
- 烧焦的哈夫尼康薄膜的CF4/O2蚀刻速率与哈夫尼亚薄膜的CF4/O2蚀刻速率相当.
- 导热率最初下降 (高达250°C),然后随着化而增加 (350°C),归因于孔隙性和密度.
结论:
- 沉积后化是一种有效的策略,用于调整MLD哈夫尼康薄膜的性能.
- 化MLD哈夫尼康薄膜为实现低密度和低相对电容性提供了一条途径.
- 哈夫尼康薄膜显示出需要薄膜具有降低介电性质的应用的潜力.
