Growth and characterization of ti-ta-o thin films on si substrates by liquid injection MOCVD for high-k applications from modified titanium and tantalum precursors

Chemical Vapor Deposition

Volumn 16, Issue 4-6, 2010, Pages 157-165

  Devi, Anjana ^a   Hellwig, Malte ^a   Barreca, Davide ^b   Parala, Harish ^a   Thomas, Reji ^c   Becker, Hans Werner ^a   Katiyar, Ram S ^c   Fischer, Roland A ^a   Tondello, Eugenio ^b  

^a RUHR UNIVERSITY BOCHUM   (Germany)

^b UNIVERSITY OF PADOVA   (Italy)

^c UNIVERSITY OF PUERTO RICO   (Puerto Rico)

Author keywords

High k oxides; LI MOCVD; Precursor chemistry; Thin films; Ti Ta O

Indexed keywords

CAPACITANCE VOLTAGE MEASUREMENTS; CAPACITOR STRUCTURES; CHEMICAL COMPOSITIONS; ELECTRICAL PROPERTY; HIGH-K OXIDES; LI-MOCVD; LIQUID INJECTIONS; LIQUID-INJECTION MOCVD; MALONATES; METAL AMIDES; METAL OXIDE SEMICONDUCTOR; METAL-ORGANIC; MOCVD PRECURSORS; SEM; SI SUBSTRATES; SI(1 0 0); TEMPERATURE RANGE; TIO;

AMIDES; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; ATOMIC SPECTROSCOPY; CAPACITANCE; CRYSTAL ATOMIC STRUCTURE; DIELECTRIC PROPERTIES; LIQUIDS; OXIDE FILMS; RUTHERFORD BACKSCATTERING SPECTROSCOPY; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SEMICONDUCTOR GROWTH; TANTALUM OXIDES; THIN FILMS; TITANIUM; TITANIUM OXIDES; VAPOR DEPOSITION; X RAY DIFFRACTION; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

TANTALUM;

EID: 77954364615     PISSN: 09481907     EISSN: 15213862     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cvde.200906813     Document Type: Article

References (56)

1. R. Thomas, R. Bhakta, A. Milanov, U. Patil, A. Devi, P. Ehrhart, Chem. Vap. Deposition 2007, 13, 98.
2. R. Thomas, E. Rije, R. Bhakta, A. Milanov, U. Patil, A. Devi, P. Ehrhart, R. Waser, J. Electrochem. Soc. 2007, 154, G77.
3. R. L. Puururen, J. Appl. Phys. 2005, 97, 121301.
4. C. Chanelire, J. L. Autran, R. A. B. Devine, B. Balland, Mater. Sci. Eng. R-Reports 1998, 22, 269.
5. J. R. Liu, R. M. Martin, J. P. Chang, J. Vac. Sci. Technol. A. 2008, 26, 1251.
6. O. Buiu, Y. Lu, S. Hall, I. Z. Miroviz, R. J. Potter, P. R. Chalker, Thin Solid Films 2007, 515, 3772.
7. M. Li, Z. Zhang, S. A. Campbell, H. J. Li, J. J. Peterson, J. Appl. Phys. 2007, 101, 044509.
8. R. Thomas, P. Ehrhart, M. Luysberg, M. Boese, R. Waser, M. Wagner, J. Schubert, S. Van Elshocht, M. Caymax, App. Phys. Lett. 2006, 89, 232902.
9. K. C. Chiang, C. C. Huang, A. Chin, W. J. Chen, S. P. McAlister, H. F. Chiu, J. R. Chen, C. C. Chi, IEEE Electron Device Lett. 2005, 26, 504.
10. R. J. Cava,W. F. Peck, J. J.Krajewski,G. L. Roberts, B. P. Barber, H. M. O'Bryan, P. L. Gammel, Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 1396.
11. R. J. Cava, J. J. Krajewski, J. Appl. Phys. 1998, 83, 1613.
12. J. Lu, Y. Kuo, J. Y. Tewg, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, G410.
13. K. Kim, S. Y. Lee, Microelectron. Eng. 2007, 84, 1976.
14. R. F. Cava, W. F. Peck, Jr, J. J. Krajewski, Nature 1995, 377, 215.
15. F. Chen, X. Bin, C. Hella, X. Shi, W. L. Gladfelter, S. A. Campbell, Microelectron. Eng. 2004, 72, 263.
16. K. C. Chiang, C. C. Huang, H. C. Pan, C. N. Hsiao, J.W. Lin, I. J. Hsieh, C. H. CCheng, C. P. Chou, A. Chin, H. L. Hwang, S. P. McAlister, J. Electrochem. Soc. 2007, 154, G54.
17. K. C. Chiang, A. Chin, C. H. Lai, W. J. Chen, C. F. CCheng, B. F. Hung, C. C. Liao, VLSI Technical Digest 2005, 56.
18. K. C. Chiang, C. H. Lai, A. Chin, T. J. Wang, H. F. Chiu, J.-R. Chen, S. P. McAlister, C. C. Chi, IEEE, Electron Device Lett. 2005, 26, 728.
19. M. Li, Z. Zhang, S. A. Campbell, H. J. Li, J. J. Peterson, J. Appl. Phys. 2007, 101, 044509.
20. F. Chen, X. Bin, C. Hella, X. Shi, W. L. Gladfelter, S. A. Campbell, Microelectron. Eng. 2004, 72, 263.
21. J. L. Vossen, W. Kern, Thin Film Processes II, Academic Press, Hoboken, NJ 1991.
22. M. L. Hitchman, K. F. Jensen, Chemical Vapour Deposition, Principles and Applications, Academic Press, Hoboken, NJ 1993.
23. A. C. Jones, M. L. Hitchman, Chemical Vapour Deposition, Precursors Processes and Applications, RSC Publishing, London 2009.
24. A. C. Jones, H. C. Aspinall, P. R. Chalker, R. J. Potter, T. D. Manning, Y. F. Loo, R. O'Kane, J. M. Gaskell, L. M. Smith, Chem. Vap. Deposition 2006, 12, 83.
25. M. Schumacher, P. K. Baumann, T. Seidel, Chem. Vap. Deposition 2006, 12, 99.
26. J. M. Gaskell, A. C. Jones, H. C. Aspinall, S. Taylor, P. Taechakumput, P. R. Chalker, P. N. Heys, R. Odedra, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 112912.
27. C. Adelmann, P. Lehnen, S. V. Elshocht, C. Zhao, B. Brijs, A. Franquet, T. Conard, M. Roeckerath, J. Schubert, O. Boissiere, C. Lohe, S. De Gendt, Chem. Vap. Deposition 2007, 13, 567.
28. M. Lukosius, C. Wenger, S. Pasko, I. Costina, J. Dabrowski, R. Sorge, H.-J. Müssig, C. Lohe, IEEE Trans. Electron. Devices 2008, 55, 2273.
29. R. J. Potter, P. R. Chalker, T. D. Manning, H. C. Aspinall, Y. F. Loo, A. C. Jones, L. M. Smith, G. W. Critchlow, M. Schumacher, Chem. Vap. Deposition 2005, 11, 159.
30. A. C. Jones, J. Mater. Chem. 2002, 12, 2576.
31. R. Bhakta, R. Thomas, F. Hipler, H. F. Bettinger, J. Müller, P. Ehrhart, A. Devi, J. Mater. Chem. 2004, 14, 3231.
32. A. Milanov, R. Bhakta, R. Thomas, P. Ehrhart, M. Winter, R. Waser, A. Devi, J. Mater. Chem. 2006, 16, 437.
33. R. Thomas, A. Milanov, R. Bhakta, U. Patil, M. Winter, P. Ehrhart, R. Waser, A. Devi, Chem. Vap. Deposition 2006, 12, 295.
34. A. Baunemann, M. Hellwig, A. Varade, R. K. Bhakta, M. Winter, S. A. Shivashankar, R. A. Fischer, A. Devi, Dalton Trans. 2006, 1.
35. M. Hellwig, A. Milanov, D. Barreca, J. L. Deborde, R. Thomas, M. Winter, U. Kunze, R. A. Fischer, A. Devi, Chem. Mater. 2007, 19, 6077.
36. N. M. Murari, R. Thomas, A. Winterman, R. E. Melgarejo, S. P. Pavunny, R. S. Katiyar, J. Appl. Phys. 2009, 105, 084110.
37. J. F. Moulder, W. F. Stickle, P. E. Sobol, K. D. Bomben, Handbook of XRay Photoelectron Spectroscopy, Perkin - Elmer Corporation, Eden Prairie, MN 1992.
38. D. Barreca, G. A. Battiston, U. Casellato, R. Gerbasi, E. Tondello, J. Phys. IV 2001, 11, Pr11-253.
39. L. Armelao, D. Barreca, G. Bottaro, A. Bovo, A. Gasparotto, E. Tondello, Surf. Sci. Spectra 2003, 10, 1.
40. Barreca D.,Comini E.,Ferrucci A.P.,Gasparotto A.,Maccato C.,Maragno C.,Sberveglieri G.,Tondello E., Chem. Mater., 2007, 19 , 5642
41. D. Briggs, M. P. Seah, Practical Surface Analysis: Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, J. Wiley & Sons, Chichester, UK 1990.
42. C. Canevali, R. Scotti,A.Vedda, M. Mattoni, F. Morazzoni, L.Armelao, D. Barreca, G. Bottaro, Chem. Mater. 2004, 16, 315.
43. L. Armelao, D. Barreca, G. Bottaro, C. Canevali, F. Morazzoni, R. Scotti, E. Tondello, Surf. Sci. Spectra 2003, 10, 40.
44. C. D. Wagner, L. E. Davis, M. V. Zeller, J. A. Taylor, R. H. Raymond, L. H. Gale, Surf. Interface Anal. 1981, 3, 211.
45. E. Atanassova, D. Spassov, Surf. Sci. Spectra 2000, 7, 143.
46. D. D. Sarma, C. N. R. Rao, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1980, 20, 25.
47. S. F. Ho, S. Contarini, J. W. J. Rabalais, Phys. Chem. 1987, 91, 4779.
48. G. E. McGuire, G. K. Schweitzer, T. A. Carlson, Inorg. Chem. 1973, 12, 2451.
49. http://srdata.nist.gov/xps
50. L. Armelao, D. Barreca, G. Bottaro, A. Gasparotto, E. Tondello, M. Ferroni, S. Polizzi, Chem. Mater. 2004, 16, 3331.
51. E. H. Nicollian, J. R. Brews, MOS Physics and Technology, John Wiley & Sons, NY 1982.
52. R. Thomas, P. Ehrhart, M. Luysberg, M. Boese, R. Waser, M. Roeckerath, J. Schubert, S. Van Elshocht, M. Caymax, J. Electrochem. Soc. 2007, 154, G147.
53. R. Thomas, R. E. Melgarejo, D. K. Pradhan, N. K. Karan, J. J. S.-Arias, R. S. Katiyar, ECS Transactions 2008, 13, 363.
54. N. M. Murari, R. Thomas, S. P. Pavunny, J. R. Calzada, R. S. Katiyar, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 142907.
55. A. R. Teren, R. Thomas, P. Ehrhart, J.-Q. He, Thin Solid Films 2005, 478, 206.
56. E. Kotai, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 1994, 85, 588.