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通过原子层沉积技术在二氧化硅上生长的二氧化铪与氢的相互作用

DOI：10.1116/1.5045634 期刊：Journal of Vacuum Science & Technology B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 采用原子层沉积技术生长的薄氧化铪薄膜在不同退火步骤前后以及直流氢等离子体处理后的电学与结构特性被进行了研究。通过核反应分析，作者证实即使在初始生长的氧化铪层中也能观察到高浓度氢（约1-2原子百分比）。用原子氢对样品进行额外氢化处理会导致平带电压显著偏移。该偏移可通过引入带正电的氢相关缺陷来解释，这些缺陷在室温下具有稳定性。通过将实验发现与理论及μ子自旋谱数据相比较，他们初步将这些缺陷归因于氧化铪中的间隙氢。
作者： Vladimir Kolkovsky，Sebastian Scholz，Valery Kolkovsky，Jan-Uwe Schmidt，Rene Heller
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过原子层沉积技术生长的薄氧化铪薄膜在不同退火步骤前后以及直流氢等离子体处理前后的电学和结构特性。

研究成果

研究表明，原生氧化铪层中存在高浓度氢元素，额外氢化处理会引入在室温下稳定的带正电的氢相关缺陷。通过与理论计算和μ子自旋谱数据对比，这些缺陷暂被归因于氧化铪中的间隙氢。该发现有助于理解氢在改变氧化铪薄膜电学特性中的作用。

研究不足

该研究聚焦于氢与通过原子层沉积（ALD）技术在二氧化硅上生长的氧化铪薄膜的相互作用。这些发现可能无法直接适用于采用其他方法生长或在不同衬底上制备的薄膜。退火和氢化处理后介电常数变化背后的确切机制尚需进一步研究。

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