Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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154 8 Schichteigenschaften - 4: Oxide der Gr.-IVb Metalle<br />
Schon bei einer Anlasstemperatur von 400°C sehen wir eine Verschiebung des Grenzwinkels<br />
der Totalreflektion und eine Vergrößerung der Wellenlänge der Dickenoszillationen. Die<br />
Verminderung der Schichtdicke ist gleichbedeutend mit der Erhöhung der Dichte. Dies zeigt<br />
zudem nochmals deutlich, dass bei diesem Reaktor die Suszeptortemperaturen deutlich unter<br />
den Temperaturen an der Waferoberfläche liegen. Eine weitere Erhöhung der Dichte wird<br />
dann zusammen mit der Kristallisation bei 600°C beobachtet, wo der Wert für die Dichte des<br />
massiven Materials von 9,7g/cm³ erreicht wird, der für die Dickenberechnung mittels XRF<br />
verwendet wurde. Um diese Änderungen bei der Auswertung der elektrischen Daten zu minimieren<br />
wurden die Schichten vor der Abscheidung der Topelektroden bei 400°C angelassen.<br />
Die Oberflächenmorphologie am Beispiel einer 8nm dicken Schicht, die bei 425°C abgeschieden<br />
wurde, wird in Abbildung 8.13 gezeigt. Wir beobachten eine sehr glatte Oberfläche<br />
mit einem RMS von 0,35nm. Im Gegensatz zu obigen Ergebnissen für ZrO2 und TiO2 wird im<br />
Fall von HfO2 nur eine schwache Abhängigkeit der Oberflächenrauhigkeit mit der Wachstumstemperatur<br />
gefunden, siehe Abbildung 8.14.<br />
Abbildung 8.13: RKM Abbildung der Oberflächenstruktur<br />
einer bei 425°C auf<br />
Silizium deponierten 8nm dicken HfO2<br />
Schicht.<br />
8.3.2 Elektrische Eigenschaften<br />
Rauhigkeit, RMS [nm]<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
400 450 500 550 600 650 700<br />
Suszeptortemperatur [°C]<br />
Abbildung 8.14: Abhängigkeit der Oberflächenrauhigkeit<br />
von der Depositionstemperatur<br />
für Schichtdicken von 7 -<br />
11nm.<br />
Abbildung 8.15 zeigt Beispiele der C-V Charakteristiken von verschieden dicken Schichten,<br />
die bei 550°C abgeschieden wurden. Nach der Deposition der Platintopelektrode wurden diese<br />
Schichten für 10min bei 400°C in Formiergas angelassen. Mit zunehmender Dicke wird<br />
eine Hysterese in den C-V Kurven sichtbar. Die Flachbandspannung liegt bei 0,5V, ein Wert,<br />
der bei allen Schichten beobachtet wurde, die nach der Deposition der Platinelektroden getempert<br />
wurden.
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