InP/Al2O3堆栈在退火过程中的热稳定性研究

源于其高电荷迁移率,III-V族半导体材料有望在10nm技术节点以下的低功耗晶体管上得到采用。采用角分辨X射线光电子能谱(ARXPS),表征了InP/Al_2O_3堆栈退火前后的界面化学,元素扩散与脱吸附。InP/Al_2O_3堆栈在退火前后均存在In氧化物,在退火温度增加到500℃时In氧化物有脱吸附现象。在500℃退火后,P氧化物的扩散现象被角分辨XPS观察到。界面元素扩散和脱吸附会大大影响界面态密度及器件的电学性能,并直接影响其稳定性和可靠性。本文显示InP器件在制造过程中应该进行有效的界面钝化,避免高温工艺。

InSb/HfO2堆栈在原位退火过程中利用同步辐射光电子能谱对元素扩散的研究

InSb作为重要的Ⅲ-Ⅴ族半导体材料已经应用在光电探测器、中红外激光器等领域,但InSb与氧化物的界面质量对制造高性能器件仍然至关重要。通过对InSb/HfO2堆栈在300和400℃下原位退火来系统地研究其热稳定性。为了研究InSb/HfO2堆栈衬底元素的扩散,利用原子层沉积技术沉积了大约5nm厚的HfO2薄膜,通过光子能量为750和600eV的同步辐射光电子能谱来进行表征时只能探测到堆栈界面以上部分的元素信息。研究发现对HCl预处理和天然氧化样品,In氧化物的扩散分别发生在300和400℃退火后,Sb氧化物的扩散现象只在原子层沉积之后的HCl预处理样品上被发现。本工作强调了为提高InSb器件性能而对界面进行有效钝化的紧迫性。