Физика и техника полупроводников
RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB  
Общая информация
Последний выпуск
Архив
Правила для авторов

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Физика и техника полупроводников:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Физика и техника полупроводников, 2020, том 54, выпуск 5, страница 459 (Mi phts6643)  

Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)

Полупроводниковые структуры, низкоразмерные системы, квантовые явления

Interfacial characterization and transport conduction mechanisms in Al|HfO$_2$|$p$-Ge structures: energy band diagram

M. Botzakakia, G. Skoulatakisb, G. P. Papageorgiouc, C. A. Krontirasa

a Department of Physics, University of Patras, Patras, Greece
b Department of Chemical Engineering, University of Patras, 26504 Patras, Greece
c Institute of Nanoscience and Nanotechnology, NCSR "Demokritos", Athens, Greece
Аннотация: Ge-based metal-oxide semiconductor structures exhibiting thin ALD-grown high-$k$ dielectric HfO$_2$ films were fabricated and characterized chemically, structurally, and electrically. $X$-ray photoelectron (XP) spectroscopy confirms the good stoichiometry of the ALD-grown HfO$_2$ films. Furthermore, through the analysis of the XP spectra, the conduction and valence band offsets of HfO$_2$|$p$-Ge were calculated to be equal to 1.8 $\pm$ 0.2 eV and 2.8 $\pm$ 0.2 eV, respectively. $C(V)$ and $G(V)$ analysis reveals structures with a well-defined MOS behavior with $D_{\mathrm{it}}$ values in the range of 10$^{11}$ eV$^{-1}$cm$^{-2}$ and a dielectric constant of HfO$_2$ films of 20. The dominant carrier transport conduction mechanisms were studied through $J(V)$ analysis, performed at both substrate and gate electron injection. Specifically, in the low voltage region ($V<$ 0.2 V), the prevailing conduction mechanism is Ohmic, with an activation energy of 0.28 eV for both substrate and gate electron injection. In the voltage range 0.4–1.5 V, the dominant conduction mechanism is Frenkel–Poole, through which the trap energy level into HfO$_2$ films $(\varphi_t)$ is calculated to be $\varphi_t$ = 0.36 eV. Schottky conduction mechanism is the prevailing one, for high applied bias voltages ($V>$ 3.0 V) and high temperatures ($>$ 450 K). Applying Schottky’s emission model the energy barrier heights of HfO$_2$|$p$-Ge and Al|HfO$_2$ interfaces were evaluated equal to 1.7 $\pm$ 0.2 eV and 1.3 $\pm$ 0.2 eV, respectively. Combining the XPS and $J(V)$ analysis results, the energy band diagram of Al|HfO$_2$|$p$Ge structures is constructed. The calculated values of conduction and valence band offsets via XPS and $J(V)$ measurements are in very good agreement.
Ключевые слова: ALD HfO$_2$, $p$-Ge, XPS, conductivity mechanisms, energy band diagram.
Финансовая поддержка Номер гранта
Operational Program Human Resources Development, Education, and Lifelong Learning
ESF - European Social Fund
Greek national funds
This research has been co-financed by the Operational Program “Human Resources Development, Education, and Lifelong Learning” and is co-financed by the European Union (European Social Fund) and Greek national funds.
Поступила в редакцию: 06.12.2019
Исправленный вариант: 15.01.2020
Принята в печать: 15.01.2020
Англоязычная версия:
Semiconductors, 2020, Volume 54, Issue 5, Pages 543–553
DOI: https://doi.org/10.1134/S1063782620050036
Тип публикации: Статья
Язык публикации: английский
Образец цитирования: M. Botzakaki, G. Skoulatakis, G. P. Papageorgiou, C. A. Krontiras, “Interfacial characterization and transport conduction mechanisms in Al|HfO$_2$|$p$-Ge structures: energy band diagram”, Физика и техника полупроводников, 54:5 (2020), 459; Semiconductors, 54:5 (2020), 543–553
Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{BotSkoPap20}
\by M.~Botzakaki, G.~Skoulatakis, G.~P.~Papageorgiou, C.~A.~Krontiras
\paper Interfacial characterization and transport conduction mechanisms in Al|HfO$_2$|$p$-Ge structures: energy band diagram
\jour Физика и техника полупроводников
\yr 2020
\vol 54
\issue 5
\pages 459
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/phts6643}
\transl
\jour Semiconductors
\yr 2020
\vol 54
\issue 5
\pages 543--553
\crossref{https://doi.org/10.1134/S1063782620050036}
Образцы ссылок на эту страницу:
  • https://www.mathnet.ru/rus/phts6643
  • https://www.mathnet.ru/rus/phts/v54/i5/p459
  • Эта публикация цитируется в следующих 1 статьяx:
    Citing articles in Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles in Google Scholar: Russian articles, English articles
    Физика и техника полупроводников Физика и техника полупроводников
    Статистика просмотров:
    Страница аннотации:53
    PDF полного текста:16
     
      Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация посетителей портала  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2024