Tính chất bề mặt, cấu trúc và điện của các màng BaTiO3 được trưởng thành trên nền p-Si bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại áp suất thấp

Journal of Materials Science - Tập 30 - Trang 3603-3606 - 2004
Y. S. Yoon1, S. S. Yom1, T. W. Kim2, H. J. Kim2, M. Jung2, J. Y. Leem3, T. W. Kang4, S. J. Lee5
1Applied Physics Laboratory, Korea Institute of Science and Technology, Seoul, Korea
2Department of Physics, Kwangwoon University, Seoul, Korea
3Pressure and Vacuum Laboratory, Korea Standards Research Institute, Chungnam, Korea
4Department of Physics, Donguk University, Seoul, Korea
5Department of Ceramic Engineering, Yonsei University, Seoul, Korea

Tóm tắt

Việc lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại BaTiO3 bằng cách sử dụng Ba(tmhd)2, Ti(OC3H7)4 và N2O, trong đó tmhd là 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, thông qua quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ tương đối thấp (∼370°C) đã được thực hiện nhằm sản xuất các cổng cách điện BaTiO3. Kính hiển vi điện tử quét cho thấy bề mặt của các màng BaTiO3 có độ nhẵn rất cao. Kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy màng BaTiO3 là đa tinh thể. Các kết quả diffrakcion tia X cho thấy các màng tinh thể BaTiO3 phát triển trên Si(100) theo hướng [110]. Các phép đo kính hiển vi điện tử truyền dẫn có độ phân giải cao cho thấy các màng BaTiO3 là đa tinh thể, và một lớp giao diện ở giao diện BaTiO3/Si đã được hình thành. Tỉ lệ và cấu trúc nguyên tử của các màng BaTiO3 được điều tra bằng quang phổ điện tử Auger và phép đo truyền dẫn, tương ứng. Các phép đo điện dung-điện áp ở nhiệt độ phòng đã chỉ ra rõ ràng hành vi kim loại-cách điện-bán dẫn cho các mẫu với cổng cách điện BaTiO3, và mật độ trạng thái giao diện tại giao diện BaTiO3/p-Si xấp xỉ cao, 10^11 eV−1 cm−2, ở giữa vùng cấm năng lượng của Si.

Từ khóa

#BaTiO3 #lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại #tính chất điện #màng mỏng #bán dẫn

Tài liệu tham khảo

J. M. Philips and W. M. Augustyniak, Appl. Phys. Lett. 48 (1986) 468. M. Ishida, I. Katakabe and T. Nakamura, ibid. 52 (1988) 1326. K. Sawada, M. Ishida and T. Nakamura, ibid. 52 (1988) 1673. R. Nawathey, R. D. Vispute, S. M. Chaudhari, S. M. Kanetkar and S. B. Ogale, Solid State Commun. 71 (1989) 9. P. Li, T. M. Lu and H. Bakhu, Appl. Phys. Lett. 58 (1991) 2639. S. Miura, T. Yoshitake, S. Matsubara, Y. Miyasaki, N. Shohata and T. Satoh, ibid. 56 (1990) 2237. Y. S. Yoon, D. H. Lee, S. S. Choi and S. S. Yom, Korean Appl. Phys. 5 (1992) 197. G. H. Haertling, J. Vac. Sci. Technol. A 9 (1991) 414. C. S. Chern, J. Zhao, L. Luo, P. Lu, Y. Q. Li, P. Norris, B. Kear, F. Cosandey, C. J. Maggiore, B. Gallois and B. J. Wilkens, Appl. Phys. Lett. 60 (1992) 1144. R. A. Mckee, F. J. Walker, J. R. Conner, E. D. Specht and D. E. Zelmon, ibid. 59 (1991) 782. G. M. Davis and M. C. Gower, ibid. 55 (1989) 112. L. A. Wills, B. W. Wessels, D. S. Richeson and T. J. Marks, ibid. 60 (1992) 41. T. W. Kim, M. Jung, Y. S. Yoon, W. N. Kang, H. S. Shin, S. S. Yom and J. Y. Lee, Solid State Commun. 86 (1993) 565. Y. S. Yoon, W. N. Kang, H. S. Shin, S. S. Yom, T. W. Kim, J. Y. Lee, D. J. Choi and S-S. Back, J. Appl. Phys. 73 (1993) 1547. K. Iijima, T. Terashima, K. Yamamoto, K. Hirate and Y. Bando, Appl. Phys. Lett. 56 (1990) 527. B. S. Kwak, K. Zhang, E. P. Boyd, A. Erbil and B. J. Wilkens, J. Appl. Phys. 69 (1991) 767. P. C. Joshi, A. Mansingh, W. N. Kamalasanan and S. Chandra, Appl. Phys. Lett. 59 (1991) 2389. L. T. Hudson, R. L. Kurtz, S. W. Robey, D. Temple and R. L. Stockbauer, Phys. Rev. B 47 (1993) 1174. S. M. Sze, “Physics of Semiconductor Devices”, 2nd Edn (Wiley, New York, 1981). G. Q. Lo, D. L. Kwang and S. Lee, Appl. Phys. Lett. 60 (1992) 3286. L. M. Terman, Solid State Electron. 5 (1962) 285.