Reduction of electrical defects in atomic layer deposited HfO2 films by Al doping

Chemistry of Materials

Volumn 22, Issue 14, 2010, Pages 4175-4184

  Park, Tae Joo ^a   Kim, Jeong Hwan ^a   Jang, Jae Hyuck ^a   Lee, Choong Ki ^b   Na, Kwang Duk ^a   Lee, Sang Young ^a   Jung, Hyung Suk ^a   Kim, Miyoung ^a   Han, Seungwu ^a   Hwang, Cheol Seong ^a  

^a Seoul National University   (South Korea)

^b Korea Institute for Advanced Study   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AFTER HIGH TEMPERATURE; AL-CONCENTRATION; AL-DOPING; ATOMIC LAYER DEPOSITED; BAND GAPS; CONCENTRATION OF; CRYSTALLINE STRUCTURE; ELECTRICAL DEFECTS; EQUIVALENT OXIDE THICKNESS; GATE LEAKAGE CURRENT DENSITY; INTERFACIAL LAYER; MONOCLINIC PHASIS; MONOCLINIC STRUCTURES; ORDERS OF MAGNITUDE; SI DIFFUSION; THERMAL STABILITY; ULTRA-THIN;

ALUMINUM; CARBON FILMS; CRYSTALLINE MATERIALS; DEFECTS; DOPING (ADDITIVES); FILM GROWTH; LEAKAGE CURRENTS; OXYGEN; OXYGEN VACANCIES; PERMITTIVITY; THERMODYNAMIC STABILITY; ULTRATHIN FILMS;

HAFNIUM COMPOUNDS;

EID: 77954848763     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm100620x     Document Type: Article

References (51)

1. Wilk, G. D.; Wallce, R. M.; Anthony, J. M. J. Appl. Phys. 2000, 87, 484
2. Robertson, J. Rep. Prog. Phys. 2006, 69, 327
3. Zhang, M. H.; Rhee, S. J.; Kang, C. Y.; Choi, C. H.; Akbar, M. S.; Krishnan, S. A.; Lee, T.; Ok, I. J.; Zhu, F.; Kim, H. S.; Lee, J. C. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 232901
4. Yan, J.; Kuo, Y.; Lu, J. Electrochem. Solid-State Lett. 2007, 10, H199
5. Cho, M.-H.; Moon, D. W.; Park, S. A.; Rho, Y. S.; Kim, Y. K.; Jeong, K.; Chang, C. H.; Gu, J. H.; Lee, J. H.; Choi, S. Y. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 678
6. Lu, J.; Kuo, Y.; Tewg, J.-Y. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, G410
7. Tewg, J.-Y.; Kuo, Y.; Lu, J.; Schueler, B. W. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, F59
8. Kuo, Y.; Lu, J.; Yan, J.; Yuan, T.; Kim, H. C.; Peterson, J.; Gardner, M.; Chatterjee, S.; Luo, W. ECS Trans. 2005, 1, 447
9. Senzaki, Y.; Park, S.; Chatham, H.; Bartholomew, L.; Nieveen, W. J. Vac. Sci. Technol., A 2004, 22, 1175
10. Zhu, W. J.; Tamagawa, T.; Gibson, M.; Furukawa, T.; Ma, T. P. IEEE Electron Device Lett. 2002, 23, 649
11. Rhee, S. J.; Kang, C. S.; Choi, C. H.; Kang, C. Y.; Krishnan, S. A.; Zhang, M. H.; Akbar, M. S.; Lee, J. C. IEEE Tech. Dig.-Int. Electron Devices Meet. 2004, 837
12. Yang, Y.; Zhu, W.; Ma, T. P.; Stemmer, S. J. App. Phys. 2004, 95, 3772
13. Yamamoto, Y.; Kita, K.; Kyuno, K.; Toriumi, A. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 032903
14. Kita, K.; Kyuno, K.; Toriumi, A. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 102906
15. Tomida, K.; Kita, K.; Toriumi, A. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 142902
16. Boscke, T. S.; Govindarajan, S.; Kirch, P. D.; Hung, P. Y.; Krug, C.; Lee, B. H.; Heitmann, J.; Schroder, U.; Pant, G.; Gnade, B. E.; Krautschneider, W. H. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 072902
17. Triyoso, D. H.; Hegde, R. I.; Schaeffer, J. K.; Roan, D.; Tobin, P. J.; Samavedam, S. B.; White, B. E., Jr.; Gregory, R.; Wang, X.-D. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 222901
18. Hegde, R. I.; Triyoso, D. H.; Samavedam, S. B.; White, B. E., Jr. J. Appl. Phys. 2007, 101, 074113
19. Triyoso, D. H.; Hegde, R. I.; Schaeffer, J. K.; Gregory, R.; Wang, X.-D.; Canonico, M.; Roan, D.; Hebert, E. A.; Kim, K.; Jiang, J.; Rai, R.; Kaushik, V.; Samavedam, S. B.; Rochat, N. Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 222901
20. Park, P. K.; Kang, S.-W. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 192905
21. Zhao, X.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B. 2002, 65, 233106
22. Lee, C.-K.; Cho, E.; Lee, H.-S.; Hwang., C. S.; Han, S. Phys. Rev. B. 2008, 78, 012102
23. Fujimori, H.; Yashima, M.; Sasaki, S.; Kakihana, M.; Mori, T.; Tanaka, M.; Yoshimura, M. Chem. Phys. Lett. 2001, 346, 217
24. Bernay, C.; Ringuede, A.; Colomban, P.; Lincot, D.; Cassir, M. J. Phys. Chem. Soilds. 2003, 64, 1761
25. Nara, A.; Yasuda, N.; Satake, H.; Toriumi, A. IEEE Trans. Semicond. Manuf. 2002, 15, 2
26. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558(R)
27. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251
28. Park, T. J.; Sivasubramani, P.; Coss, B. E.; Lee, B.; Wallace, R. M.; Kim, J.; Liu, X.; Yi, J.; Rousseau, M.; Shenai, D.; Suydam, J. (2010, unpublished.
29. Wang, X. F.; Lia, Q.; Egerton, R. F.; Lee, P. F.; Dai, J. Y.; Hou, Z. F.; Gong, X. G. J. Appl. Phys. 2007, 101, 013514
30. Umezawa, N. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 022903
31. Umezawa, N.; Shiraishi, K.; Sugino, S.; Tachibana, A.; Ohmori, K.; Kakushima, K.; Iwai, H.; Chikyow, T.; Ohno, T.; Nara, Y.; Yamada, K. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 132904
32. Dutta, G.; Hembram, K. P. S. S.; Rao, G. M.; Waghmare, U. V. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 202904
33. Suzuki, K.; Ito, Y.; Miura, H. Proceedings of the 2006 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices; Monterey, CA, Sept 6-8, 2006; IEEE: Piscataway, NJ, 2007; Vol. 12, p 165
34. Hinkle, C. L.; Sonnet, A. M.; Vogel, E. M.; McDonnell, S.; Hughes, G. J.; Milojevic, M.; Lee, B.; Aguirre-Tostado, F. S.; Choi, K. J.; Kim, H. C.; Kim, J.; Wallace, R. M. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 071901
35. Kwon, J.; Dai, M.; Halls, M. D.; Langereis, E.; Chabal, Y.; Gordon, R. G. J. Phys. Chem. C. 2009, 113, 654
36. Govindarajan, S.; Boscke, T. S.; Sivasubramani, P.; Kirch, P. D.; Lee, B. H.; Tseng, H.-H.; Jammy, R.; Schroder, U.; Ramanathan, S.; Gnade, B. E. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 062906
37. Jeon, S.; Im, K.; Yang, H.; Lee, H.; Sim, H.; Choi, S.; Jang, T.; Hwang, H. IEEE Tech. Dig.-Int. Electron Devices Meet. 2001, 20 (6) 1
38. Johnson, R. S.; Lucovsky, G.; Baumvol, I. J. Vac. Sci. Technol., A 2001, 19, 1353
39. Crivelli, B.; Alessandri, M.; Alberici, S.; Cazzaniga, F.; Pavia, G.; Queirolo, G.; Zanderigo, F.; Dekadjevi, D.; Maes, J. W.; Ottaviani, G.; Santucci, S. In Novel Materials and Processes for Advanced CMOS; Proceedings of the 2002 Materials Research Society Fall Meeting; Materials Research Society: Warrendale, PA, 2002; Vol. 745, N5.3
40. Park, P. K.; Roh, J.; Choi, B. H.; Kang, S. Electrochem. Solid-State Lett. 2006, 9, F34
41. Yeh, C.-C.; Ma, T. P.; Ramaswamy, N.; Rocklein, N.; Gealy, D.; Graettinger, T.; Min, K. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 113521
42. Xiong, K.; Robertson, J.; Clark, S. J. J. Appl. Phys. 2006, 99, 044105
43. Miyazaki, S. Appl. Surf. Sci. 2002, 190, 66
44. Komatsu, M.; Yasuhara, R.; Takahashi, H.; Toyoda, S.; Kumigashira, H.; Oshimaa, M.; Kukuruznyak, D.; Chikyow, T. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 172107
45. Todi, R. M.; Erickson, M. S.; Sundaram, K. B.; Barmak, K.; Coffey, K. R. IEEE Trans. Electron Devices 2007, 54, 4
46. Park, J.; Cho, M.; Kim, S. K.; Park, T. J.; Lee, S. W.; Hong, S. H.; Hwang, C. S. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 112907
47. Park, T. J.; Kim, J. H.; Jang, J. H.; Na, K. D.; Hwang, C. S.; Yoo, J. H. Electrochem. Solid-State Lett. 2008, 11, H121
48. Yamaguchi, T.; Iijima, R.; Ino, T.; Nishiyama, A.; Satake, H.; Fukushima, N. IEEE Tech. Dig.-Int. Electron Devices Meet. 2001, 451
49. Park, T. J.; Kim, J. H.; Jang, J. H.; Seo, M.; Na, K. D.; Hwang, C. S. Microelectron. Eng. 2007, 84, 2226
50. Lysaght, P. S.; Woicik, J. C.; Sahiner, M. A.; Lee, B.-H.; Jammy, R. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 122910
51. Yu, H. Y.; Wu, N.; Li, M. F.; Zhu, C.; Cho, B. J.; Kwong, D.-L.; Tung, C. H.; Pan, J. S.; Chai, J. W.; Wang, W. D.; Chi, D. Z.; Ang, C. H.; Zheng, J. Z.; Ramanathan, S. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3618