Thermal behavior of the microstructure and the electrical properties of magnetron-sputtered high-k titanium silicate thin films
Notice bibliographique
Résumé
We report on the high-temperature stability of high-dielectric-constant (high-k) titanium silicate (Ti0.5Si0.5O2) thin films deposited by means of a magnetron sputtering process. We have investigated the effect of substrate deposition temperature Td (in the 20–600°C range) and postdeposition annealing temperature Ta (in the 200–800°C range) on the electrical, microstructural, and optical properties of the films. The Ti-silicate films grown at room temperature were found to exhibit a combination of excellent electrical properties, including a k-value of 16.5, a leakage current as low as 3nA at 1MV∕cm, and a dissipation factor tan(δ)<0.01. On the other hand, when the processing temperature (Td or Ta) is ⩾300°C, the leakage current of the films is found to degrade progressively. The x-ray diffraction, Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy characterizations have shown that the Ti-silicate films exhibit an amorphous microstructure up to a temperature of about 600°C. For higher temperatures, (i.e., Td of 600°C or a Ta⩾700°C) some anatase TiO2 nanocrystallites (in the 1.5–5nm size range) formation is evidenced. This TiO2 nanocrystallite precipitation results from a thermally induced phase segregation of TiO2-rich and SiO2-rich environments, which is shown to be initiated at rather low processing temperatures. This progressive phase segregation, which leads to the precipitation of a low band gap and leaky TiO2-rich phase in the films, is believed to be at the origin of the observed degradation of the leakage current of the Ti-silicate films with increasing temperatures (Td or Ta).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».