Ultrahigh purity plasma-enhanced atomic layer deposition and electrical properties of epitaxial scandium nitride

材料科学 原子层沉积 氮化物 等离子体 外延 图层(电子) 原子层外延 光电子学 沉积(地质) 纳米技术 化学工程 冶金 古生物学 物理 量子力学 沉积物 工程类 生物
作者
G. B. Rayner,Noel O’Toole,Bangzhi Liu,Jeffrey R. Shallenberger,Jiadi Zhu,Tomás Palacios,Piush Behera,Suraj Cheema,Blaine Johs,Nicholas A. Strnad
出处
期刊:Journal of vacuum science & technology [American Institute of Physics]
卷期号:43 (2)
标识
DOI:10.1116/6.0004180
摘要

Scandium nitride (ScN) by plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) was demonstrated on silicon (100), sapphire (0001), and magnesium oxide (001) substrates under ultrahigh purity conditions using a new Sc precursor, bis(ethylcyclopentadienyl)scandium-chloride [ClSc(EtCp)2]. Out-of-plane x-ray diffraction patterns indicated single-crystal, cubic phase ScN deposited at 215 °C on sapphire (0001) and magnesium oxide (001) substrates, whereas phi-scans confirmed epitaxial growth. The ScN thin films grown on silicon with native oxide were polycrystalline with no preferential orientation. The ScN films showed a nitrogen-to-scandium ratio of approximately 1:1 measured by x-ray photoelectron spectroscopy, with ultra-low levels of elemental impurities including 2.5 at. % chlorine, 0.9 at. % carbon, and 0.4 at. % oxygen. ClSc(EtCp)2 and N2–H2 plasma were evaluated as ScN co-precursors at substrate temperatures ranging from 200 to 300 °C, where we identified an atomic layer deposition window between 200 and 215 °C. Images by field emission scanning electron microscopy (FESEM) on 43 nm-thick films grown on untreated silicon revealed columnar grains with lateral sizes ranging from 16 to 28 nm. ScN conformality across 4:1 aspect ratio silicon trench structures with 312 nm-wide openings was also imaged by FESEM showing a top-to-bottom thickness ratio of 75%. ScN electrical properties were evaluated by performing Hall measurements to determine mobility, free electron concentration, and resistivity. For ScN PEALD on magnesium oxide (001), the average mobility was 298 cm2/V s with a carrier concentration of 2.35 × 1019 cm−3. The average resistivity was 1.01 mΩ cm.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
玉兰发布了新的文献求助10
1秒前
了0完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
Ar完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
6秒前
杨师傅完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
欣荣完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
善学以致用应助童宝采纳,获得10
9秒前
周围完成签到,获得积分10
9秒前
都找到了完成签到,获得积分10
10秒前
niu发布了新的文献求助30
10秒前
迷路的水彤完成签到 ,获得积分10
10秒前
李爱国应助zhang采纳,获得10
11秒前
qsy发布了新的文献求助10
11秒前
xs完成签到,获得积分10
12秒前
小蘑菇应助tg2024采纳,获得10
12秒前
Ar发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
DOGDAD完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
幽凡完成签到 ,获得积分10
18秒前
归尘完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
夜阑卧听完成签到,获得积分10
19秒前
伊萨卡发布了新的文献求助10
19秒前
小何尖尖角完成签到,获得积分10
19秒前
lemon发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
炙热的傲柏完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
21秒前
LU41完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 3000
CRC Handbook of Chemistry and Physics 104th edition 1000
Gay and Lesbian Asia 1000
Density Functional Theory: A Practical Introduction, 2nd Edition 840
J'AI COMBATTU POUR MAO // ANNA WANG 660
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3759143
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3302211
关于积分的说明 10121437
捐赠科研通 3016595
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1656540
邀请新用户注册赠送积分活动 790536
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 753886