RAS Nano & ITМикроэлектроника Russian Microelectronics

  • ISSN (Print) 0544-1269
  • ISSN (Online) 3034-5480

Molecular Layering of an Additive Layer of Silicon Dioxide on Anodized Tantalum and Niobium Oxides

PII
10.31857/S0544126924010093-1
DOI
10.31857/S0544126924010093
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 53 / Issue number 1
Pages
85-90
Abstract
The results of studying the processes of formation of nanolayers of silicon oxide by the method of molecular layering (atomic layer deposition) on the surface of films of tantalum and niobium oxides obtained by electrochemical oxidation of the corresponding metals are presented. A study of the electrical strength of metal-dielectric-metal (MDM) structures based on tantalum and niobium oxides showed that the introduction of an additive dielectric layer (SiO2) can significantly increase the electrical strength of these structures.
Keywords
молекулярное наслаивание атомно-слоевое осаждение анодное окисление SiO2 Ta2O5 Nb2O5 МДМ заращивание пор электрическая прочность
Date of publication
16.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
103

References

  1. 1. Горбачев И.П., Сашов А.А. Метод выявления внутренних дефектов танталовых конденсаторов для снижения количества отказов аппаратуры // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2019. Т. 6. Вып. 1. С. 94–101.
  2. 2. Mbisike S.C., Tsiamis A., Lomax P., Cheung R. Anodic tantalum: Fabrication, breakdown characteristics of capacitor and integration with a WSe2 field effect transistor // Solid State Electronics. 2022. V. 196. Р. 108423. 4 p. https://doi.org/10.1016/j.sse.2022.108423
  3. 3. Baldomá S.В., Pazos S.M., Aguirre F.L. et al. Wear-out and breakdown of Ta2O5 / Nb: SrTiO3 stacks // Solid State Electronics. 2022. V. 198. P. 108462, 6 p. https://doi.org/10.1016/j.sse.2022.108462
  4. 4. Raeis-Hosseini N., Chen Sh., Papavassiliou Ch., Valov I. Impact of Zr top electrode on tantalum oxide-based electrochemical metallization resistive switching memory: towards synaptic functionalities // RSC Adv. 2022. V. 12. Iss. 22. Р. 14235–14245. https://doi.org/10.1039/d2ra02456j
  5. 5. Molinnus D., Iken H., Johnen A. et al. Miniaturized pH-Sensitive Field-Effect Capacitors with Ultrathin Ta2O5 Films Prepared by Atomic Layer Deposition // Phys. Status Solidi A. 2022. V. 219. Iss. 8. P. 2100660, 9 p. https://doi.org/10.1002/pssa.202100660
  6. 6. Cho K., Lee J., Lim J.-S. et al. Low temperature crystallized Ta2O5/Nb2O5 bi-layers integrated into RIR capacitor for 60 nm generation and beyond // Microelectronic Engineering. 2005. V. 80. P. 317–320. https://doi.org/10.1016/j.mee.2005.04.032
  7. 7. Störmer H., Weber A., Fischer V. et al. Anodically formed oxide films on niobium: Microstructural and electrical properties // Journal of the European Ceramic Society. 2009. V. 29. Iss. 9. P. 1743–1753. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.10.019
  8. 8. Atanassova E., Paskaleva A., Novkovski N. Effects of the metal gate on the stress-induced traps in Ta2O5/SiO2 stacks // Microelectronics Reliability. 2008. V. 48. Iss. 2. P. 514–525. https://doi.org/10.1016/j.microrel.2013.10.008
  9. 9. Воробьев Г.А., Мухачев В.А. Пробой тонких диэлектрических пленок. М.: Сов. Радио, 1977. 72 с.
  10. 10. McCaughan D.V., Heiling J.A. Dielectric strength and interface-state behaviour of oxygen plasma-grown SiO2 films annealed at high temperature // Int. J. Electron. 1973. V. 34. № 3. P. 737–740. https://doi.org/10.1080/00207217308938492
  11. 11. Дель›Ока С., Пулфри Д., Юнг Л. Анодные окисные пленки. В кн. “Физика тонких пленок. Современное состояние исследований и технические применения”. Т. 6 / под общ. ред. М.X. Франкомба, Р.У. Гофмана; пер. с англ. под ред. В.Б. Сандомирского. М.: Мир, 1973. 392 с.
  12. 12. Алешина Л.А. Исследование анодных окисных пленок Nb2O5 и Та2О5 методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей // В сб. “Анодные окисные пленки”, Петрозаводск, 1978. C. 30–35.
  13. 13. Прокопчук К.М. Некоторые закономерности пробоя анодных пленок в системе металл—окисел—металл // В сб. “Анодные окисные пленки”. Петрозаводск, 1978. С. 150–157.
  14. 14. Одынец Л.Л., Чекмасова С.С. Дефекты в анодных окисных пленках на тантале // Электронная техника. Сер. 5. Радиодетали и радиокомпоненты. 1976. Вып. 6 (19). С. 29.
  15. 15. Букацелло А.В., Васильев М.С., Канабеева М.Г. Исследование дефектности пленок пятиокиси ниобия и ее влияния на электрические свойства ниобиевых тонкопленочных конденсаторов // Известия ЛЭТИ. 1976. Вып. 185. С. 64.
  16. 16. Sato A., Sato Sh., Okamoto E. Thin Film SiO2 Deposition by RF Sputtering onto the Anodic Ta2O5 Film // Shinku. 1975. V. 18. Nо. 7. С. 231–235.
  17. 17. Sato Sh., Sato A., Okamoto E. An SiO2—Ta2O5 Thin Film Capacitor // IEEE Transactions on Parts, Hybrids, and Packaging. 1973. V. 9. No. 3. P. 161–166. https://ieeexplore.ieee.org/document/1136730
  18. 18. Hanbya B., Stuarta B., Gimeno-Fabra M. et al. Layered Al2O3—SiO2 and Al2O3—Ta2O5 thin-film composites for high dielectric strength, deposited by pulsed direct current and radio frequency magnetron sputtering // Applied Surface Science. 2019. V. 492. P. 328–336. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.06.202
  19. 19. Алесковский В.Б. Химическая сборка материалов // Вестн. АН СССР. 1975. № 6. С. 48–52.
  20. 20. Ежовский Ю.К., Михайловский С.В. Молекулярное наслаивание оксидных наноструктур на поверхности металлических матриц // Микроэлектроника. 2022. Т. 51. № 2. С. 110–117.
  21. 21. Suntola T. Atomic Layer Epitaxy // Mater. Sci. Rep. 1989. V. 4. Iss. 5. P. 261–312. https://doi.org/10.1016/S0920-2307 (89)80006-4
  22. 22. Ahvenniemi E., Akbashev A.R., Ali S. et al. Review article: recommended reading list of early publications on atomic layer deposition — outcome of the “Virtual project on the history of ALD” // J. Vac. Sci. Technol. 2017. V. 35. Iss. 1. P. 010801. 13 p. https://doi.org/10.1116/1.4971389
  23. 23. Малыгин А.А., Малков А.А., Михайловский С.В. и др. Оптимизация свойств неорганических каталитических мембран с использованием нанотехнологии молекулярного наслаивания // Российские нанотехнологии. Т. 5. № 3–4. С. 5–10.
  24. 24. Ежовский Ю.К. Получение наноструктурных пленок оксида и нитрида кремния с использованием нанотехнологии // Неорган. матер. 2013. Т. 49. № 9. C. 971–975.
  25. 25. Ежовский Ю.К. Химическая сборка поверхностных наноструктур // Хим. физика. 2005. Т. 24. № 4. С. 36–57.
  26. 26. Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. Т. 1 / под ред. Ю. В. Корицкого и др. 3-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1986. 368 с.
  27. 27. Knapas K., Rahtu A., Ritala M. Etching of Nb2O5 Thin Films by NbCl5 // Chemical Vapor Deposition. 2009. V. 15. Iss. 10–12. P. 269–273. https://doi.org/10.1002/cvde.200906795
  28. 28. Elers K.-E., Ritala M., Leskeli M., Rauhala E. NbCl5 as a precursor in atomic layer epitaxy // Applied Surface Science. 1994. V. 82–83. P. 468–474. https://doi.org/10.1016/0169-4332 (94)90260-7
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library