Bridging electrical and structural interface properties: A combined DFT-GW approach

Journal of Integrated Circuits and Systems

Volumn 2, Issue 2, 2007, Pages 94-103

  Fonseca, L R C ^a   Prodhomme, P Y ^b,c   Blaise, P ^c  

^a Wernher von Braun Center for Advanced Research   (Brazil)

^b FREESCALE SEMICONDUCTOR INC   (United States)

^c CEA LETI   (France)

Author keywords

Band alignment; Density functional theory; GW; High dielectrics; Interfaces

Indexed keywords

EID: 50049100987     PISSN: 18071953     EISSN: 18720234     Source Type: Journal    
DOI: None     Document Type: Conference Paper

References (64)

1. The International Technology Roadmap for Semiconductors. http://public.itrs.org.
2. G. D. Wilk, R. M. Wallace, and J. M. Anthony, J. Appl. Phys. 87 484 (2000).
3. C. C. Hobbs, L. R. C. Fonseca, A. Knizhnik, V. Dhandapani, S. B. Samavedam, W. J. Taylor, J. M. Grant, LuRae G. Dip, D. H. Triyoso, R. I. Hegde, D. C. Gilmer, R. Garcia, D. Roan, L. L. Lovejoy, R. S. Rai, E. A. Hebert, H.-H. Tseng, S. G. H. Anderson, B. E. White, and P. J. Tobin., IEEE Trans. Elec. Dev. 51, 971/978 (Part 1/Part 2) (2004).
4. Y. -C. Yeo, T. -J. King, and C. Hu, J. Appl. Phys. 92, 7266 (2002).
5. J. Robertson, J. Vac. Sci. Technol. B 18, 1785 (2000).
6. J. Bardeen, Phys. Rev. 71, 717 (1947).
7. V. Heine, Phys. Rev. 138, A1689 (1965).
8. S. G. Louie and M. L. Cohen, Phys. Rev. B 13, 2461 (1976).
9. S. G. Louie, J. R. Chelikovsky, and M. L. Cohen, Phys. Rev. B. 15, 2154 (1977).
10. H. Hasegawa, and H. Ohno, J. Vac Sci. Technol. B 4, 1130 (1986).
11. R. T. Tung, Phys. Rev. Lett. 52, 461 (1984).
12. D. R. Heslinga, H. H. Weitering, D. P. van der Werf, T. M. Klapwijk, and T. Himba, Phys. Rev. Lett. 64, 1589 (1990).
13. L. R. C. Fonseca and A. A. Knizhnik, Phys. Rev. B 74, 195304 (2006).
14. H. Michaelson, J Appl. Phys. 48, 4729 (1977).
15. S. Samavedam, L. B. La, P. J. Tobin, B. E. White, C. C. Hobbs, L. R. C. Fonseca, A. A. Demkov, J. Schaeffer, E. Luckowski, A. Martinez, M. Raymond, D. H. Triyoso, D. Roan, V. Dhandapani, R. Garcia, S. G. H. Anderson, K. Moore, H.-H. Tseng, and C. Capassa, 2003 IEEE International Electron Devices Meeting 1, 13 (2003).
16. H. Y. Yu, M.-F. Lee, and D.-L. Kwong, IEEE Trans. Elec. Dev. 51, 609 (2004).
17. J. K. Shaeffer, L. R. C Fonseca, S. B. Samavedam, Y. Liang, P.J. Tobin, and B. E. White, Appl. Phys. Lett. 85, 1826 (2004).
18. F. Cartier, F. R. McFeely, V. Narayanan, P. Jamison, B. P. Linder, M. Copel, V. K. Paruchuri, V. S. Basker, R. Haight, D. Lim, R. Carruthers, T. Shaw, M. Steen, J. Sleight, J. Rubino, H. Deligianni, S. Guha, R. Jammy, and G. Shahidi, Symp. on VLSI Technology. 230 (2005.)
19. F. Fillot, B. Chenevier, S. Maitrejean, M. Audier, P. Chaudouet, B. Bochu, J. P. Senateur, A. Pisch, T. Mourier, H. Monchoix, B. Guillaumot, and G. Passemard. Microelectronic Engineering 70, 384 (2003).
20. S. J. Wang, H. Y. Tsai, and S. C. Sun, Thin Solid Films 394, 180 (2001).
21. Y.-M. Sun, S. Y. Lee, A. M. Lemonds, E. R. Engbrecht, S. Veldman, J. Lozano, J. M. White, J. G. Ekerdt, I. Emesh, and K. Pfeifer, Thin Solid Films 397, 109 (2001).
22. H. Romanus, V. Cimalla, J. A. Schaefer, L. Spieb, G. Ecke, and J. Pezoldt, Thin Solid Films 359, 146 (2000).
23. H. Hogberg, P. Tagtstrom, J. Lu, and U. Jansson, Thin Solid Films 272, 116 (1996).
24. K. L Hakansson, H. I. P. Johansson, and L. I. Johansson, Phys. Rev. B 49, 2035 (1994).
25. J. Brillo, A. Hammoudeh, H. Kuhlenbeck, N. Panagiotides, S. Schwegmann, H. Over, and H. -J. Freund, J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena 96, 53 (1998).
26. M. Gothelid and E. Janin, J. Phys.: Condens. Matter 11, 773 (1999).
27. D. J. Siegel, L. G. Hector Jr., and J. B. Adams, Surf. Sci. 498, 321 (2002).
28. L. F. Mattheiss and D. R. Hamann, Phys. Rev. B 30, 1731 (1984).
29. J. Brillo, H. Kuhlenbeck, and H. -J. Freund, Surf. Sci. 409, 199 (1998).
30. S. B. Zhang, M. L. Cohen, S. G. Louie, D. Tománek, and M. S. Hybertsen, Phys. Rev. B 41, 10058 (1990).
31. P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev. 136, B864 (1964)
32. W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133 (1965).
33. G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
34. D. M. Ceperley and B. J. Alder, Phys. Rev. Lett. 45, 566 (1980)
35. J. P. Perdew and A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048 (1981). 36 J. P. Perdew and Y. Wang, Phys. Rev. B 45, 13244 (1992).
36. G. Kresse and J. Hafner, J. Phys.: Condens. Mat. 6, 8245 (1994).
37. http://www.webelements.com.
38. R. Ruh and P. W. R. Corfield, J. Am. Ceramic Soc. 53, 126 (1970).
39. A. Eichler, F. Mittendorfer, and J. Hafner, Phys. Rev. B. 62, 4744 (2000).
40. H. Tang, A. Van der Ven, and B. L. Trout, Phys. Rev. B 70, 45420 (2004).
41. A. Eichler and J. Hafner, Phys. Rev. Lett. 79, 4481 (1997).
42. J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. Garcia, J. Junquera, P. Ordejon, and D. Sanchez-Portal, J. Phys.: Condens. Matter 14, 2745 (2002).
43. W. C. Topp and J. J. Hopfield, Phys. Rev. B 7, 1295 (1973).
44. N. Troullier and J. L. Martins, Phys. Rev. B 43, 1993 (1991).
45. G. Kresse, J. Hafner, J. Phys.: Condens. Mat. 6, 8245 (1994).
46. J. W. Edwards, R. Speiser, H. L. Johnston, J. Appl. Phys. 22, 424 (1951).
47. C. J. Howard, E. H. Kisi, R. B. Roberts, R. J. Hill, J. Am. Ceramic Soc. 73, 2828 (1990).
48. R. C. Weast, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 67th ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 1983.
49. A. V. Gavrikov, A. A. Knizhnik, A. A. Bagatur'yants, B. V. Potapkin, L. R. C. Fonseca, M. W. Stoker, and J. Shaeffer, J. Appl. Phys. 101, 14310 (2007).
50. A. A. Knizhnik, I. N. Iskandarova, A. A. Bagatur'yants, B. V. Potapkin, and L. R. C. Fonseca, J. Appl. Phys. 97, 64911 (2005).
51. A. A. Knizhnik, A. A. Safonov, I. N. Iskandarova, A. A. Bagatur'yants, B. V. Potapkin, L. R. C. Fonseca, and M. W. Stoker, J. Appl. Phys. 99, 84104 (2006).
52. C. G. Van de Walle and Richard M. Martin, Phys. Rev. B 34, 5621 (1986).
53. S. Sayan, E. Garfunkel, and S. Suzer, Appl. Phys. Lett. 80, 2135 (2002).
54. T. E. Cook, Jr., C. C. Fulton, W. J. Mecouch, R. F. Davis, G. Lucovsky, and R. J. Nemanich, J. Appl. Phys. 94, 7155 (2003).
55. This procedure is justified by the band gap underestimation in DFT, which is likely to affect the calculated valence band offset.
56. R. Puthenkovilakam and J. P. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 1353 (2004).
57. R. M. Martin, Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods p. 144, Cambridge University press (2004).
58. L. Hedin and S. Lundquist, Solid State Physics, 23 (1969) p.1.
59. M.S. Hybertsen and S. G. Louie, Phys. Rev. B 34, 5390 (1986).
60. S. Lebègue, B. Arnaud, M. Alouani and P.E. Bloechl, Phys. Rev. B 67, 155208 (2003).
61. X. Gonze, G.-M. Rignanese, M. Verstraete, J.-M. Beuken, Y. Pouillon, R. Caracas, F. Jollet, M. Torrent, G. Zerah, M. Mikami, Ph. Ghosez, M. Veithen, J.-Y. Raty, V. Olevano, F. Bruneval, L. Reining, R. Godby, G. Onida, D.R. Hamann, and D.O. Allan. Zeit. Kristallogr. 220, 558-562 (2005).
62. C. Hartwigsen, S. Goedecker and J. Hutter, Phys. Rev. B 58; 3641 (1998).
63. M. Rohlfing, P. Krüger and J. Pollmann Phys. Rev. Lett. 75, 3489 (1995).
64. B. Králic, E. K. Chang, and S. G. Louie, Phys. Rev. B 57, 7027 (1998).