Михаил Лебедев » Публикация

Аннотация Целью работы являлась разработка процессов получения слоев HfO2, Al2O3 и (Al2O3)x(HfO2)1-x с функцией диэлектрика с высоким значением диэлектрической проницаемости (k >10) на основе получения новых данных о зависимости функциональных свойств синтезируемых материалов от их химического строения, структуры. Разработаны процессы осаждения пленок из 2,2,6,6-тетраметил-3,5-гептандионата гафния(IV) – Hf(thd)4 и ацетилацетоната алюминия(III) Al(acac)3. Проведены комплексные исследования химического и фазового состава, структуры и свойств осажденных слоев. Для пленок HfO2 установлено, что: cостав пленок лежит в области однородности, присущей низкотемпературной модификации единственного оксида гафния в системе Hf–O (62-66 ат.% О); процесс позволяет синтезировать пленки моноклинной модификации с размером зерен 5-20 нм; в процессе отжига в кислороде наблюдается диффузия кислорода к подложке, приводящая к росту толщины слоя SiO2 на кремнии и образованию на границе раздела слоя силиката гафния толщиной 2-4 нм. Диэлектрическая проницаемость k, полученных пленок HfO2, составляет 14-17, а величина токов утечки j ≥ 10−4А/см2. Методом эллипсометрии установлено, что пленки Al2O3 являются защитным барьером против диффузии кислорода к подложке. В структурах Al2O3/Si, в ламинатных структурах HfO2/Al2O3/Si и Al2O3/HfO2/Si снижается ток утечки до уровня j =10−6–10−8 А/см2. Для пленок (Al2O3)x(HfO2)1-x установлено что: с увеличением содержания Al2O3 наблюдается уменьшение размеров зерен: при содержании Al свыше 10 ат.% пленка является рентгеноаморфной. Увеличение разности энергии связи O1s и Hf4f7/2, с увеличением атомного соотношения [Al]/[Hf ] указывает на химическое взаимодействие между оксидами в процессе синтеза пленки. Пленочные структуры Al/(Al2O3)x(HfO2)1-x/Si показывают значения k =11-16.