通过原子层沉积来直接增长Bi2SeO5用于高k介电材料的薄膜
Hyeonbin Park1,2, Jae Hun Hwang1,3, Seung Hoon Oh1
1Thin Film Materials Research Center, Korea Research Institute of Chemical Technology, 141 Gajeong-ro, Daejeon, Yuseong-gu 34114, Republic of Korea.
ACS nano
|August 5, 2024
概括
一种新的原子层沉积 (ALD) 方法制造了Bi2SeO5薄膜,用于半导体中的高k介电应用. 这些膜显示出出色的均性和电特性,对先进的电子设备来说是有前途的.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 高k介电材料对于先进的半导体设备至关重要,特别是为了实现更小和更高效的晶体管.
- 二维半导体需要兼容,高性能介电层才能充分发挥其潜力.
- 原子层沉积 (ALD) 可以精确控制薄膜生长,这对于制造复杂的介电结构至关重要.
研究的目的:
- 开发一种改进的ALD工艺,用于制造Bi2SeO5三元薄膜.
- 研究这些薄膜作为半导体应用的高k介电层的潜力,特别是对于2D半导体.
- 描述沉积的Bi2SeO5薄膜的结构和电气性能.
主要方法:
- 序列沉积使用Bi2Se3的中间增强ALD和Bi2O3.3的血增强ALD.
- 在SiO2和TiN基板上制造Bi2SeO5薄膜.
- 使用像X射线衍射和金属绝缘体金属电容器上的电测等技术,对薄膜生长,形态,密度和电气性能进行表征.
主要成果:
- 在没有化的情况下达到0.170.16nm·cycle-1的生长率,这表明容易核化.
- 获得了具有96%理论密度和均纳米晶体结构的高度平坦的薄膜.
- 证明了高介电常数 (∼17.6) 和出色的分解强度 (2.6 MV·cm-1).
结论:
- 开发的修改ALD工艺成功制造出高质量的Bi2SeO5三元薄膜.
- Bi2SeO5薄膜的优良介电性质使它们成为半导体设备中高k介电层的有希望的候选者.
- 这项工作为下一代电子产品,特别是二维半导体的介电材料的进步做出了贡献.
