Hydrogen passivation effects on spatially resolved charge trap densities in Si(100)–SiO2
Notice bibliographique
Résumé
As silicon-based devices continue to shrink to the nanoscale, traps at the Si–SiO2 interface pose increasing challenges to device performance. These traps reduce channel carrier mobility and shift threshold voltages in integrated circuits and introduce charge noise in quantum systems, reducing their coherence times. Knowledge of the precise location of such traps aids in understanding their influence on device performance. In this work, we demonstrate that frequency-modulated atomic force microscopy allows the detection of individual traps. We use this to study how sample preparation, specifically the introduction of a buried hydrogen termination layer and post-processing annealing in forming gas (N2 + H2), affects the density of donor-like traps in Si(100)–SiO2 systems. We spatially map and quantify traps in both conventionally prepared (“pristine”) silicon samples and those processed under ultrahigh vacuum for hydrogen resist lithography (HRL). We confirm previous studies demonstrating hydrogen passivation of traps and find that hydrogen termination further reduces the donor-like trap density. We also observe a significant reduction in two-level donor-like traps in the hydrogen-terminated samples compared to pristine silicon samples. These findings suggest that HRL-prepared silicon may offer advantages for high-performance nanoscale and atomic-scale devices due to reduced trap densities.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 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.
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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 tête enseignante, 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 ».