Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5.3 Elektrische Eigenschaften 113
Ergänzend zu Abbildung 5.35 werden in der nachfolgenden Abbildung (5.39) die Leckströme
bei 565°C und 595°C gezeigt. Zudem sind die Schottkydiagramme in Abbildung 5.40 dargestellt.
Dabei zeigt sich eine Tendenz zu größerer Steigung für die bei hoher Temperatur abgeschiedenen
Schichten. Damit sind die bei tiefer Temperatur abgeschiedenen Schichten nur bei
kleinen angelegten Feldern schlechter im Leckstromverhalten. Bei hohen Feldern ergibt sich
kein signifikanter Unterschied. Die für dicke Schichten und niedrigen Felder deutlich höheren
Leckströme lassen sich mit einer aufgrund der höheren Defektdichte erhöhten Bulkleitfähigkeit
erklären.
Gr.-II/Ti=0,97-0,98
T = 565°C
J [A/cm²]
1E-02
1E-04
1E-06
1E-08
1E-10
1E-12
60nm
45nm
30nm
15nm
-1500 -1000 -500 0 500 1000 1500
E [kV/cm]
GII/Ti=0.93-0.94
595°C
J [A/cm²]
1E-02
1E-04
1E-06
1E-08
1E-10
109 nm
55 nm
31 nm
1E-12
-1500 -1000 -500 0
20 nm
500 1000 1500
E [KV/cm]
Abbildung 5.39: Dickenabhängigkeit des Leckstromes der bei 565°C und bei 595°C abgeschiedenen,
leicht titanreichen Schichten.
Die Stöchiometrieabhängigkeit ist für die bei 595°C abgeschiedenen Schichten in Abbildung
5.40b dargestellt. Auch hier ergibt sich ein komplexes Verhalten: Die titanreichen Schichten
haben bei kleinen Feldern deutlich kleinere Leckströme, jedoch haben sie im Bereich niedriger
Felder auch eine größere Steigung. Bei hohen Feldern dreht sich somit diese Tendenz um.
Damit ergibt sich in Übereinstimmung mit den Literaturdaten [1, 134], in denen für 60nm
dicke Schichten bei einer niedrigen angelegten Spannung von 1,6V eine Verringerung der
Leckströme mit zunehmendem Titangehalt festgestellt wurde. Wie Abbildung 5.40b zeigt gilt
diese oft zitierte Tendenz jedoch nur unter den angegebenen eng begrenzten Bedingungen.
Jm [A/cm²]
1E-02
1E-04
1E-06
1E-08
1E-10
565°C: offen
595°C: gefüllt
45nm
55nm
~30nm
15nm
20nm
0 10 20 30 40 50
Wurzel(E [kV/cm])
Jm [A/cm²]
1E-02
1E-04
1E-06
1E-08
1E-10
Ti rich: gefüllt
Gr-II reich: offen
~110nm
~30nm
20nm
14nm
0 10 20 30 40 50
Wurzel(E [kV/cm])
Abbildung 5.40: Schottkydarstellung für verschieden dicke Proben. Links titanreiche Proben,
die bei 565°C und 595°C gewachsen wurden. Die Daten der bei 655°C abgeschiedenen
Schichten aus Abbildung 5.35b werden durch Linien dargestellt und sind außer im Fall der
71nm dicken Schicht durch die entsprechenden Kurven der bei 595°C abgeschiedenen
Schichten verdeckt. Auf der rechten Seite werden die bei 595°C gewachsenen Proben mit
leicht Titan- und leicht Gr.-II reicher Zusammensetzung verglichen.