Вышедшие номера
О свойствах переходного слоя между кремниевой подложкой и сегнетоэлектрическим или high-k-диэлектрическим изолирующим промежутком
Белорусов Д.А.1, Гольдман Е.И.1, Чучева Г.В.1
1Фрязинский филиал ФГБУН Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
Email: gvc@fireras.su
Поступила в редакцию: 30 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 7 мая 2025 г.
Принята к печати: 7 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 21 июня 2025 г.

Проанализирована зависимость свойств буферных слоев на границах раздела кремний-сегнетоэлектрик и кремний-high-k-диэлектрик от материала и толщины осажденного на подложку изолятора. На одну и ту же пластину кремния n-типа с естественным окислом были нанесены пленки сегнетоэлектрика Ba0.8Sr0.2TiO3 и high-k-диэлектрика HfO2 с набором толщин от 20 до 150 nm и одинаковыми размерами полевых контактов. Оказалось, что у структур с сегнетоэлектриком значения емкостей в каждой из областей насыщения высокочастотных вольт-фарадных характеристик для всех толщин изолирующего слоя близки между собой. У объектов с high-k-диэлектриком наблюдалось уменьшение емкости с ростом толщины изолятора. Построены графики зависимостей изгиба зон в полупроводнике от полевого напряжения и спектральной плотности электронных ловушек в буферных слоях структур с HfO2 от энергии в запрещенной зоне кремния. Показано, что концентрация и спектр электронных ловушек на контакте кремния с сегнетоэлектриком практически не зависят от толщины изолирующего слоя. Буферный слой на границе раздела кремния с high-k-диэлектриком существенно изменяет свои свойства с ростом толщины изолятора - спектральная кривая электронных ловушек сдвигается вглубь запрещенной зоны полупроводника, расширяется, а ее минимальное значение уменьшается. Ключевые слова: границы раздела кремний-сегнетоэлектрик, кремний-high-k-диэлектрик, переходный (буферный) слой, электронные ловушки, высокочастотные вольт-фарадные характеристики.