Characterization of ultra-thin hafnium oxide films grown on silicon by atomic layer deposition using tetrakis(ethylmethyl-amino) hafnium and water precursors

Chemistry of Materials

Volumn 19, Issue 13, 2007, Pages 3127-3138

  Wang, Y ^a   Ho, M T ^a   Goncharova, L V ^a   Wielunski, L S ^a   Rivillon Amy, S ^a   Chabal, Y J ^a   Gustafsson, T ^a   Moumen, N ^b   Boleslawski, M ^c  

^a RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

^b SEMATECH   (United States)

^c SAFC   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ION SCATTERING; POSTDEPOSITION ANNEALING; TETRAKIS; WATER PRECURSORS;

ATOMIC LAYER DEPOSITION; FILM GROWTH; HAFNIUM COMPOUNDS; INFRARED SPECTROSCOPY; RUTHERFORD BACKSCATTERING SPECTROSCOPY; SILICON;

ULTRATHIN FILMS;

EID: 34547454855     PISSN: 08974756     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm061761p     Document Type: Article

References (43)

1. Green, M. L.; Gusev, E. P.; Degraeve, R.; Garfunkel, E. L. J. Appl. Phys. 2001, 90, 2057.
2. Choi, C.-H.; Nam, K.-Y.; Yu, Z.; Dutton, R. W. IEEE Trans. Electron Devices 2001, 48 (12), 2823.
3. Wilk, G. D.; Wallace, R. M.; Anthony, J. M. J. Appl. Phys. 2001, 89, 5243.
4. Kingon, A. I.; Maria, J.-P.; Streiffer, S. K. Nature 2000, 406, 1032.
5. Park, D.-G.; Cho, H.-J.; Lim, K.-Y.; Lim, C.; Yeo, I.-S.; Roh, J.-S.; Park, J. W. J. Appl. Phys. 2001, 89, 6275.
6. Scarel, G.; Spiga, S.; Wiemer, C.; Tallarida, G.; Ferrari, S.; Fanciulli, M. Mater. Sci. Eng., B 2004, 109, 11.
7. Chowdhuri, A. R.; Takoudis, C. G.; Klie, R. F.; Browning, N. D. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 4241.
8. (a) Ritala, M.; Leskelä, M. Atomic layer deposition. In Handbook of Thin Film Materials; Nalwa, H. S., Ed.; Academic Press: San Diego, 2002; Vol. 1, Ch. 2, p 103.
9. (b) Puurunen, R. J. Appl. Phys. 2005, 97, 121301.
10. Hausmann, D.; Becker, J.; Wang, S.; Gordon, R. G. Science 2002, 298, 402.
11. See, for instance: http://www.intel.com/technology/silicon/ 45nm_technology.htm.
12. Note the pioneering work of George et al. on characterizing the ALD growth: Dillon, A. C.; Ott, A. W.; George, S. M.; Way, J. D. Surf. Sci. 1995, 322, 230.
13. Stefanov, B. B.; Gurevich, A. B.; Weldon, M. K.; Raghavachari, K.; Chabal, Y. J. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 3908.
14. Kand, S.-W.; Rhee, S.-W. J. Vac. Sci. Technol., A 2004, 22, 2392.
15. Kelly, M. J.; Han, J. H.; Musgrave, C. B.; Parsons, G. N. Chem. Mater. 2005, 17, 5305.
16. Kern, W.; Puotinen, D. RCA Rev. 1970, 31, 187.
17. Chabal, Y. J.; Higashi, G. S.; Raghavachari, K.; Burrows, V. A. J. Vac. Sci. Technol., A 1989, 7, 2104.
18. Higashi, G. S.; Becker, R. S.; Chabal, Y. J.; Becker, A. J. Appl. Phys. Lett. 1991, 58, 1656.
19. Higashi, G, S.; Chabal, Y. J.; Trucks, G. W.; Raghavachari, K. Appl. Phys. Lett. 1990, 56, 656.
20. Mayer, M. SIMNRA, version 4.40; Forschungszentrum Jülich Institute für Plasmaphysik, Jülich, Germany
21. Tromp, R. M.; Copel, M.; Reuter, M. C.; Horn von Hoegen, M.; Speidell, J.; Koudijs, R. Rev. Sci. Instrum. 1991, 62, 2679.
22. Schulte, W. H.; Busch, B. W.; Garfunkel, E.; Gustafsson, T.; Schiwietz, G.; Grande, P. L. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 2001, 16, 1883.
23. Rivillon, S.; Amy, F.; Chabal, Y. J.; Frank, M. M. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 2583.
24. Chabal, Y. J. Fundamental Aspects of Silicon Oxide; Springer-Verlag: Berlin, 2001.
25. Semmache, B.; Lemiti, M.; Chaneliére, C.; Dubois, C.; Sibai, A.; Canut, B.; Laugier, A. Thin Solid Films 1997, 296, 32.
26. Lin, K.-C.; Lee, S.-C. J. Appl. Phys. 1992, 72, 5474.
27. Takeuchi, H.; King, T. J. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 788.
28. Brewer, R. T.; Ho, M.-T.; Zhang, K. Z.; Goncharova, L. V.; Starodub, D. G.; Gustafsson, T.; Chabal, Y. J. Appl Phys. Lett. 2004, 85, 1.
29. Klaus, J. W.; Ott, A. W.; Dillon, A. C.; George, S. M. Surf. Sci. 1998, 418, 14.
30. Queeney, K. T.; Chabal, Y. J.; Raghavachari, K. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 1046.
31. Holt, J. K.; Goodwin, D. G.; Gabor, A. M.; Jiang, F; Stavola, M.; Atwater, H. A. Thin Solid Films 2003, 430, 37.
32. Kakiuchia, H.; Nakahamab, Y.; Ohmia, H.; Yasutakea, K.; Yoshiia, K.; Mori, Y. Thin Solid Films 2005, 479, 17.
33. Ay, F.; Aydinli, A. Opt. Mater. 2004, 26, 33.
34. Frank, M. M.; Chabal, Y. J.; Wilk, G. D. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4758.
35. Rivillon, S.; Brewer, R. T.; Chabal, Y. J. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 1.
36. Green, M. L.; Ho, M.-Y.; Busch, B.; Wilk, G. D.; Sorsch, T.; Conard, T.; Brijs, B.; Vandervorst, W.; Ràisànen, P. I.; Muller, D.; Bude, M.; Grazul, J. J. Appl. Phys. 2002, 92, 7168.
37. Cosnier, V.; Olivier, M.; Théret, G.; André, B. J. Vac. Sci. Technol., A 2001, 19, 267.
38. Ho, M.-T.; Wang, Y.; Brewer, R. T.; Wielunski, L. S.; Chabal, Y. J.; Moumen, N.; Boleslawski, M. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 133103.
39. Fenno, R. D.; Halls, M. D.; Raghavachari, K. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 4969.
40. Liu, D. R.; Roan, D.; Ramon, M.; Edwards, N. V.; Gregory, R.; Werho, D.; Kulik, J.; Tam, G.; Irwin, E.; Wang, X. D.; La, L. B.; Hobbs, C.; Garcia, R.; Baker, J.; White, B. E.; Tobin, P. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, 220.
41. Delabie, A.; Caymax, M.; Brijs, B.; Brunco, D. P.; Conard, T.; Sleeckx, E.; Van Elshocht, S.; Ragnarsson, L.-Å.; De Gendt, S.; Heyns, M. M. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, 180.
42. Zhao, X.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 2002, 65, 233106.
43. Foster, A. S.; Shluger, A. L.; Nieminen, R. M. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 225901.