Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

150 8 Schichteigenschaften - 4: Oxide der Gr.-IVb Metalle
Kapazität [pF]
900 TiO 2 /SiO x /Si
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1.82 nm
4.56 nm
13.82 nm
-1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5
Vorspannung [V]
EOT [nm]
5 TiO 2 /SiO x /Si
4
3
2
1
ε B ~ 40
0
0 5 10 15 20
Dicke [nm]
Abbildung 8.5: C-V Charakteristik verschieden dicker TiO2 Schichten die bei 500°C auf p-
Silizium abgeschieden wurden. Rechts sind die EOT Werte aus dem Akkumulationsbereich
gegenüber der Dicke aufgetragen. Die aus der Steigung berechnete Permittivität des massiven
TiO2 ergibt sich zu εB = 40.
Auf der rechten Seite in Abb. 8.5 wird die im Sättigungsbereich gemessene EOT gegen die
Dicke der Schichten aufgetragen. Aus der Steigung der Geraden errechnet sich eine Permittivität
für das massive TiO2 von 40, ein sehr hoher Wert für die Schicht aus vorwiegend Anastas.
Ohne zusätzliche Optimierung des Prozesses ergibt sich auch für die Zwischenschicht mit
einem EOT von 2nm schon ein recht guter Wert. Wie erwartet wäre TiO2 von der C-V Charakteristik
her ein sehr gutes Gateoxid, jedoch wird es wegen der relativ hohen Leckströme,
siehe Abbildung 8.6, und der geringeren thermodynamischen Stabilität auf Silizium für diese
Anwendung nicht in die engere Wahl einbezogen [148].
J [A/cm 2 ]
0,1
0,01
1E-3
1E-4
1E-5
1E-6
1E-7
1E-8
1E-9
1 TiO 2 /SiO x /Si
1.82 nm
4.56 nm
13.82 nm
1E-10
-1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5
Spannung [V]
Abbildung 8.6: Leckstromkurven
verschieden dicker
TiO2 Schichten auf p-Si(100).