Modelado de mecanismos de conducción en películas ultradelgadas de AlO depositadas por ALD
Autores: Salas-Rodríguez, Silvestre; Molina-Reyes, Joel; Martínez-Castillo, Jaime; Woo-Garcia, Rosa M.; Herrera-May, Agustín L.; López-Huerta, Francisco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado de mecanismos de conducción en películas ultradelgadas de AlO depositadas por ALD
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Análisis
Modelado
Mecanismos de conducción
óxido de aluminio
Mediciones de corriente-voltaje
Conductividad dieléctrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Informamos sobre el análisis y modelado de algunos mecanismos de conducción en películas de óxido de aluminio ultradelgadas (AlO) de 6 nm de grosor, que son depositadas por deposición de capa atómica (ALD). Este modelado incluyó medidas de corriente-voltaje a capacitores metal-aislante-semiconductor (MIS) con áreas de electrodo de compuerta de 3.6 x 10 cm y 6.4 x 10 cm a temperatura ambiente. Los resultados del modelado mostraron la presencia de conducción óhmica, emisión de Poole Frenkel, emisión de Schottky y mecanismos de túnel asistido por trampas a través de la capa de AlO. Basados en los resultados extraídos, medimos una conductividad dieléctrica de 5 x 10 S/cm a bajos campos eléctricos, una altura de barrera en la interfaz óxido/semiconductor de 2 eV y un nivel de trampa de energía en la banda prohibida con respecto a la banda de conducción de 3.11 eV. Estos resultados podrían verse afectados por la densidad de defectos relacionados con vacantes de oxígeno, enlaces colgantes, cargas fijas o trampas de interfaz, que generan mecanismos de conducción a través y sobre la barrera de energía dieléctrica. Además, se desarrolla un modelo de densidad de corriente considerando la suma de mecanismos de conducción dominantes y resultados basados en el método de elementos finitos para dispositivos electrónicos, logrando una buena coincidencia con los datos experimentales.
Descripción
Informamos sobre el análisis y modelado de algunos mecanismos de conducción en películas de óxido de aluminio ultradelgadas (AlO) de 6 nm de grosor, que son depositadas por deposición de capa atómica (ALD). Este modelado incluyó medidas de corriente-voltaje a capacitores metal-aislante-semiconductor (MIS) con áreas de electrodo de compuerta de 3.6 x 10 cm y 6.4 x 10 cm a temperatura ambiente. Los resultados del modelado mostraron la presencia de conducción óhmica, emisión de Poole Frenkel, emisión de Schottky y mecanismos de túnel asistido por trampas a través de la capa de AlO. Basados en los resultados extraídos, medimos una conductividad dieléctrica de 5 x 10 S/cm a bajos campos eléctricos, una altura de barrera en la interfaz óxido/semiconductor de 2 eV y un nivel de trampa de energía en la banda prohibida con respecto a la banda de conducción de 3.11 eV. Estos resultados podrían verse afectados por la densidad de defectos relacionados con vacantes de oxígeno, enlaces colgantes, cargas fijas o trampas de interfaz, que generan mecanismos de conducción a través y sobre la barrera de energía dieléctrica. Además, se desarrolla un modelo de densidad de corriente considerando la suma de mecanismos de conducción dominantes y resultados basados en el método de elementos finitos para dispositivos electrónicos, logrando una buena coincidencia con los datos experimentales.