Atomik katman biriktirme yöntemi ile büyütülmüş al2o3 ince filmlerin elektriksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, atomik katman biriktirme (AKB) yöntemiyle üretilmiş Al2O3 (Alüminyum Oksit) ince filmlerin elektriksel ve dielektriksel özelliklerini incelemektir. Bu amaç kapsamında kalınlığı yaklaşık 30 nm olan Al2O3 filmleri p-tipi silikon (Si) alttaşlar üzerine AKB yöntemiyle biriktirildi. Al2O3 filmlerin elektriksel iletim mekanizmalarını ve dielektriksel özelliklerini incelemek için Al/Al2O3/p-Si metal-oksit-yarıiletken (MOS) kapasitör yapıları üretildi ve akım-voltaj (I-V) ve frekans bağımlı kapasitans-voltaj (C-V-f) ölçümleri yapıldı. Uygulanan elektrik alanın bir fonksiyonu olarak, farklı tipte elektriksel iletim mekanizmalarının etkin olduğu görüldü. Bu mekanizmalar Schottky Emisyon ve uzay yük sınırlı akım iletim olarak değerlendirildi. Elde edilen statik dielektrik sabitinin artan frekansla azaldığı ve dielektrik kayıp değerlerinin 10 kHz ve 0.7 MHz civarında maksimum değerlere sahip olduğu görüldü.

The aim of this study is to examine the electrical and dielectrical properties of Al2O3 (Aluminum Oxide) thin films produced by atomic layer deposition (ALD) method. For this purpose, Al2O3 films with a thickness of about 30 nm were deposited on p-type silicon (Si) substrates by the ALD method. Al/Al2O3/p-Si metal-in-semiconductor (MOS) capacitors were fabricated to investigate the electrical conduction mechanisms and dielectric properties of Al2O3 films, current-voltage (I-V) and frequency dependent capacitance-voltage (C-V-f) measurements were performed. As a function of the applied electric field, different types of current transport mechanisms were observed. These mechanisms were evaluated as Schottky Emission and space charge limited current conduction. It was found that the obtained static dielectric constant decreases with increasing frequency and the dielectric loss have maximum values around 10 kHz and 0.7 MHz.