表面处理对HfO_2栅介质MOS电容界面特性的影响

在溅射淀积HfO2栅介质之前,采用NO、N2O、O2+CHCCl3(TCE)进行表面预处理。结果表明,预处理能改善界面和近界面特性,减小界面层厚度,尤其是新颖的TCE+少量O2的表面处理工艺,能有效抑制界面层的生长,大大降低界面态密度,减小栅极漏电流。其机理在于TCE分解产生的Cl2和HCl能有效地钝化界面附近Si悬挂键和其它结构缺陷,并能去除离子污染。     

SiC MOS器件界面钝化研究进展

从氧化后退火处理、氮化处理、碳帽、钡夹层、淀积氧化物后退火处理五个方面介绍了碳化硅钝化工艺.通过改进钝化工艺可以有效降低界面态密度.针对这几种钝化工艺对SiC/SiO2界面态密度的影响进行讨论,分析几种钝化工艺的优劣,并重点介绍了氧化后退火处理和氮化处理两种钝化方法.研究发现,NO氮化工艺能有效降低界面态密度,提高界面...     

氮钝化SiC MOS界面特性的Gray-Brown法研究

降低SiO2/SiC界面态密度,尤其是SiC导带附近的界面态密度,是SiC MOS器件研究中的关键技术问题。采用氮等离子体钝化处理SiO2/SiC界面,制作成MOS电容后通过I-V和低温C-V测试进行氧化膜击穿特性及界面特性评价。氧化膜击穿电场为9.92MV/cm,SiO2与SiC之间的势垒高度为2.69eV。使用Gray-Brown法结合Hi-Lo法分析C-V曲线,获得了距导带底EC0.05～0.6eV范围内的界面态分布,其中距EC0.2eV处的界面态密度降低至1.33×1012cm-2eV-1。实验结果表明,氮等离子体处理能有效降低4H-SiC导带附近的界面态密度,改善界面特性。     

O2+CHCCl3氧化对6H-SiC MOS电容界面特性的改善

采用新颖的干O2 CHCCl3(TCE)氧化工艺，制备了P型和N型6H—SiCMOS电容器，并与常规热氧化工艺以及氧化加NO退火工艺进行了对比实验。结果表明，O2 TCE氧化不仅提高了氧化速率，而且降低了界面态密度和氧化层有效电荷密度，提高了器件可靠性。可以预测，O2 TCE氧化与湿NO退火相结合的工艺是一种有前途的制备高沟道迁移率、高可靠性SiCMOS—FET的栅介质工艺。     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

NH3等离子体处理钝化层致Ge MOS界面特性的改善

制备了以TaYON作为钝化层,以HfTiON作为高k栅介质的Ge MOS电容。研究了NH₃和N₂等离子体处理TaYON对界面特性的影响。结果表明,N₂和NH₃等离子体处理可以有效改善器件的界面及电性能,其中,NH₃等离子体处理的效果更好,可获得更高的k值(25.9)、更低的界面态密度(6.72×10¹¹ eV-1·cm-2)和等效氧化物电荷密度(-9.43×10¹¹ cm-2),以及更小的栅极漏电流(5.18×10-5 A/cm²@V_g=1 V+V_fb)。原因在于NH₃等离子体分解产生的N原子或H原子以及NH基团能有效钝化界面附近的悬挂键和缺陷态,防止GeO_x低k界面层的形成,N原子的结合也增加了介质的热稳定性。     

表面钝化对Ge MOS电容可靠性的影响

通过NO、N2O对Ge衬底进行表面钝化,然后采用反应磁控共溅射方法制备HfTiN薄膜,并利用湿N2气氛退火,将HfTiN转化为HfTiON高k栅介质.研究了表面钝化对Ge MOS器件性能的影响.实验结果表明,湿NO表面钝化能生长高质量GeOxNy界面层,有效降低MOS电容的栅极漏电流,增强器件的可靠性.     

YON界面钝化层改善HfO2/Ge界面特性的研究

本文采用YON界面钝化层来改善HfO₂栅介质Ge metal-oxide-semiconductor（MOS）器件的界面质量和电特性.比较研究了两种不同的YON制备方法：在Ar+N₂氛围中溅射Y₂O₃靶直接淀积获得以及先在Ar+N₂氛围中溅射Y靶淀积YN再于含氧氛围中退火形成YON.实验结果及XPS的分析表明,后者可以利用YN在退火过程中先于Ge表面吸收从界面扩散的O而氧化,从而阻挡了O扩散到达Ge表面,更有效抑制了界面处Ge氧化物的形成,获得了更优良的界面特性和电特性：较小的CET（1.66 nm）,较大的k值（18.8）,较低的界面态密度（7.79×10¹¹ eV^-1cm^-2）和等效氧化物电荷密度（-4.83×10¹² cm^-2）,低的栅极漏电流（3.40×10^-4 A/cm²@V_g=V_fb+1 V）以及好的高场应力可靠性.     

SiC MOS界面氮等离子体改性及电学特性评价

降低SiO2/SiC界面态密度是SiCMOS器件研究中的关键技术问题。采用氮等离子体处理SiO2/SiC界面,制作MOS电容后通过I-V、C-V测试进行氧化膜可靠性及界面特性评价,获得的氧化膜击穿场强约为9.96MV/cm,SiO2/SiC势垒高度2.70eV,同时在费米能级附近SiO2/SiC的界面态密度低减至2.27×1012cm-2eV。实验结果表明,氮等离子体处理SiO2/SiC界面后能有效降低界面态密度,改善MOS界面特性。     

基于不同AlN钝化层的极性GaN MOS器件界面特性

界面质量是影响GaN MOS器件性能以及可靠性的主要因素之一,Al203栅介质与极性GaN界面间插入超薄非晶AlN作为钝化层可以有效改善GaN栅界面特性,针对AIN钝化层生长方式研究了GaN界面优化特性.通过GaN MOS电容的C-V和J-V特性,结合透射电子显微镜(TEM)表征分析,对比了不同生长条件的AlN插入层对GaN MOS电容的界面特性的影响.相比常规热生长AlN钝化层制备的样品,以等离子体NH3为N源在300℃下生长AlN钝化层制备的GaN MOS电容的频散和滞回特性均得到显著改善,界面态密度也略有改善.分析认为,经过等离子体NH3的轰击作用有效地抑制了GaN表面上Ga-O键的形成,在GaN表面直接生长AlN,从而改善了界面特性.     

Integrated Quasi-2D Perovskite/Organic Solar Cells with Efficiency over 19% Promoted by Interface Passivation

Integrated perovskite/organic solar cells (IPOSCs) have shown great potential in broadening the light absorption range and improving the photovoltaic performance. However, the severe interface charge recombination and unmatched energy levels between perovskite and organic photoactive layers hinder their performance improvement. Here, an efficient interface passivation strategy for IPOSCs based on a layered Ruddlesden–Popper (RP) perovskite and high photovoltaic performance is successfully demonstrated. It is found that an ultrathin conjugated polymer (PM6) layer could passivate the surface defects of perovskite film, tuning the energy level and suppress the nonradiative recombination loss, leading to efficient interface contact between RP perovskite and organic photoactive layers, boosting the open-circuit voltage from 1.06 to 1.12 V and the efficiency from 17.23% to 19.15%. Importantly, the optimized device shows extended photocurrent response to 930 nm with a peak intensity close to 50% from 800 to 931 nm. The results indicate that interface passivation using a functionalized polymer could be an efficient strategy to improve the photovoltaic performance of integrated devices.     

介质前后双重臭氧处理实现锗/氧化铪间界面钝化

The physical and electrical properties of a Ge/GeO₂/HfO₂/Al gate stack are investigated.A thin interfacial GeO₂ layer（ 1 nm） is formed between Ge and HfO₂ by dual ozone treatments,which passivates the Ge/high-k interface.Capacitors on p-type Ge substrates show very promising capacitance-voltage（C-V） characteristics by using in situ pre-gate ozone passivation and ozone ambient annealing after high-k deposition,indicating efficient passivation of the Ge/HfO₂ interface.It is shown that the mid-gap interface state density at the Ge/GeO₂ interface is 6.4×10¹¹ cm^-2·eV^-1.In addition,the gate leakage current density of the Ge/GeO₂/HfO₂/Al gate stack passivated by the dual ozone treatments is reduced by about three orders of magnitude compared to that of a Ge/HfO₂/Al gate stack without interface passivation.     

(NH4)2S硫化后ZnS/InP界面的电学特性

在(NH4)2S硫化后的n-型InP衬底上热蒸发ZnS薄膜制得Au/ZnS/InP(100)MIS器件，测得了其I-V特性曲线以及3MHz下的高频C-V曲线和100Hz下的准静态C-V曲线从这些曲线得到如下结果：正向饱和电流为7e-13A; ZnS钝化下经硫化的n-型InP表面的固定电荷密度为-2.28e11/cm2；禁带中的最低表面态密度约为1e12cm-2·eV-1. 上述结果表明经硫化后的ZnS/InP界面具有良好的界面特性.     

硫钝化对Fe/GaAs(100)界面电子结构和磁性质的影响

利用同步辐射和铁磁共振研究了使用 CH3CSNH2 硫钝化的 Ga As( 1 0 0 )表面铁超薄膜的电子结构和磁性 .实验结果表明 ,硫钝化能阻止 As向铁薄膜层的扩散 ,减弱 As和 Fe的相互作用并增强了在 Ga As( 1 0 0 )表面生长的铁超薄膜的磁性 .