原子层沉积形成晶状氧化物在半导体上的整体集成

11^th先进材料与加工国际会议

2017年9月7日- 8日苏格兰爱丁堡|

John G. Ekerdt, Hu Shen, Edward L. Lin，陈培宇，Agham Posdadas和Alexander A. Demkov

德克萨斯大学奥斯汀分校，美国

ScientificTracks抽象:Res. Rev. J Mat. science。

DOI:10.4172 / 2321 - 6212 c1 - 005

摘要

半导体行业在10纳米以下时代面临着新的挑战，因为规模将不再主导性能改进。新材料提供了机会，提高性能与最小的建筑检修。例如，Ge和III-V半导体的高迁移率通道可以提供更低的功耗和更快的计算速度。在某些应用中，通过将氧化物直接集成在将承载其他设备/组件的基片上，可以获得显著的优势。钙钛矿氧化物提供了从高k到多铁性的广泛性能，为器件设计人员提供了一系列可能性，并且由于其与普通半导体的共同结构和晶格匹配而特别重要。氮化镓器件的应用将需要电介质来钝化氮化表面。原子层沉积(ALD)允许钙钛矿氧化物和稀土氧化物在化学沉积过程中生长，这是可扩展和可制造的。通过ALD直接在Ge(001)上生长晶体钙钛矿是可能的。使用这种方法，我们已经能够将STO, BaTiO3, SrHfO3, Sr(HfTi)O3和SrZrO3直接沉积在Ge(001)上。我们将讨论直接在Ge(001)上的钙钛矿层的生长和性质，并将讨论可能控制界面反应的界面化学和结构，允许结晶膜的形成。 It is also possible to grow crystalline rare earth oxides directly on GaN(0001) by ALD. We report approaches to growing crystalline, hexagonal and cubic Er2O3 on wurtzitic gallium nitride, GaN (0001). As with growth of perovskites on Si and Ge, atomically-thin intermetallic compounds comprised of Group 1 or 2 elements and Group 13-15 elements to facilitate wetting and direct the crystalline growth, in this case the [111] growth direction of the oxides on GaN (0001). This talk will describe the growth, structures and properties of crystalline oxides grown by ALD.

传记

John G. Ekerdt是德克萨斯大学奥斯汀分校工程研究副院长和Dick Rothwell化学工程讲座主席。他有超过300篇论文，2本书和3本书章节，7项美国专利。指导博士生48名，硕士生8名。目前的研究兴趣集中在金属、介电和钙钛矿薄膜和纳米结构的表面、生长和材料化学。这项工作旨在:1)开发和理解控制薄膜和纳米结构成核和生长的反应和化学，2)了解这些材料的性质，并将这些性质与结构、结合和生长联系起来。

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