Optimizing interface properties of HfO2/Si0.73Ge0.27 gate stacks through sulfur passivation and post-deposition annealing

钝化 退火(玻璃) 硫黄 材料科学 原子层沉积 光电子学 沉积(地质) 形成气体 纳米技术 化学工程 薄膜 冶金 图层(电子) 工程类 古生物学 沉积物 生物
作者
Zhengyang Chen,Zhangsheng Lan,Yiran Lin,Tomonori Nishimura,Choonghyun Lee,Yi Zhao
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:135 (12)
标识
DOI:10.1063/5.0195430
摘要

This paper presents a comprehensive exploration of low interface trap density (Dit) in HfO2/Si0.73Ge0.27 metal-oxide semiconductor (MOS) capacitors achieved through sulfur passivation and post-deposition annealing (PDA). Our investigation revealed that devices subjected to sulfur passivation and PDA exhibit noteworthy reductions in Dit and hysteresis. Specifically, a low Dit value of 1.2 × 1011 eV−1 cm−2 has been achieved at Ei–0.1 eV for the SiGe MOS device. The observed enhancement in interface properties can be attributed to two key factors: the reduction of the GeOx concentration in the interfacial layer (IL) by sulfur passivation on the SiGe surface and the IL densification with stoichiometric oxygen during PDA.

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