ZrO2, HfO2, and CaF2 thin films studied by Conducting Atomic – Force Microscopy

Titel in Übersetzung: ZrO2, HfO2, and CaF2 thin films studied by Conducting Atomic – Force Microscopy

Harald Wurmbauer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Abstract

Siliziumoxid wird seine Grenze als dielektrisches Material bei MOSFET Bauelementen in naher Zukunft erreichen. Die immer kleiner werdenden MOSFET Strukturen erfordern fortgeschrittene Charakterisierungsmethoden, die im Nanometerbereich operieren können. Hier wird Leitfähigkeitsrasterkraftmikroskopie (kurz C-AFM) verwendet, um verschiedene „high-k“ dielektrische Materialien bezüglich ihrer dielektrischen Eigenschaften und Homogenität zu studieren. Materialien wie ZrO2 und HfO2 wurden mittels C-AFM im Ultrahochvakuum untersucht. Lokale Stromspannungsmessungen wurden verwendet, um statistische Informationen über das Leckstromverhalten in Abhängigkeit zur angelegten Spannung zu erhalten. Aus diesen Resultaten kann man den Einfluss der amorphen und kristallinen Filmstruktur in Abhängigkeit zur Filmdicke und Temperaturführung erkennen. Weiters wurden zweidimensionale Stromabtastungen verwendet, um Informationen über die laterale Leckstromverteilung zu erhalten. Es ließ sich zeigen, dass das kristalline Wachstum von ZrO2 im Vergleich zu HfO2 bei kleineren Filmdicken startet. Für beide Filme stieg die Rauhigkeit mit wachsender Kristallinität, wodurch es vermehrt zum Auftreten dielektrischer Inhomogenitäten kam. Im zweiten Teil der Arbeit wurde C-AFM dazu verwendet, um CaF2 Filme auf Si(111) zu untersuchen. Es wurde ein reduzierter Strom in der Nähe von Stufen festgestellt, der auf ein verstärktes Filmwachstum infolge von Relaxation an Stufen zurückzuführen ist.
Titel in ÜbersetzungZrO2, HfO2, and CaF2 thin films studied by Conducting Atomic – Force Microscopy
OriginalspracheEnglisch
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Teichert, Christian, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung16 Dez. 2005
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2005

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Conducting Atomic – Force Microscopy high-k dielectrics ZrO2 HfO2 CaF2

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