Suppression de la couche interfaciale GeOx et amélioration de la performance électrique de l'empilement de grille haute-k grâce à la couche tampon AlN déposée par couches atomiques sur des dispositifs à semi-conducteurs métal-oxyde de germanium.

Pour les transistors à base de germanium de haute performance à l'échelle nanométrique, un point important d'attention est l'oxyde de germanium interfacial (GeO x ), qui est thermodynamiquement instable et facilement désorbable. Dans cette étude, une couche tampon AlN déposée par couches atomiques a été introduite entre les diélectriques de grille ZrO2 cristallins haute-k et le germanium épitaxial, afin de réduire la formation de GeO x interfacial. Les résultats de la spectroscopie de photoélectrons X et de la microscopie électronique en transmission à haute résolution démontrent que la couche tampon AlN a supprimé la formation de GeO x interfacial. Par conséquent, une amélioration significative des caractéristiques électriques des condensateurs à semi-conducteurs métal-oxyde (MOS) à base de germanium a été obtenue avec une réduction de deux ordres de grandeur du courant de fuite de grille, une amélioration de 34% de la capacité MOS, et une densité d'états interfaciale plus faible. Les résultats indiquent que la couche tampon AlN est efficace pour fournir une interface de haute qualité afin d'améliorer la performance électrique des dispositifs MOS à base de germanium avancés.