First principles modelling a silicon high-k oxide interface
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2004
Major/Subject
Fysiikka
Mcode
Tfy-3
Degree programme
Language
en
Pages
64+10
Series
Abstract
Puolijohdeteollisuus pohjautuu vahvasti integroitujen piirien jatkuvaan kehitykseen. Näissä keskeisenä elementtinä on ollut piioksidi, joka on mahdollistanut nykyisten mikroprosessorien kehityksen. Lähitulevaisuudessa tämän materiaalin rajat kuitenkin tulevat vastaan, ja jotta laitteiden kehitystä voitaisiin jatkaa edelleen, täytyy piioksidi korvata niin sanotulla korkeadielektrisellä materiaalilla. Tässä työssä lupaavinta piioksidin korvaavaa kandidaattia, hafniumoksia, on mallinnettu numeerisesti. Mallintamiseen käytettiin tiheysfunktionaaliteoriaan pohjautuvaa Siesta-koodia ja DFT-GGA-menetelmää. Päätavoite työssä on tarkastella piin ja hafniumoksidin muodostamaa rajapintaa, erityisesti sen atomirakennetta sekä elektronitiloja. Tutkittu rajapinta on rakennettu kerros kerrokselta piialustan päälle. Jokainen kerros on laskennallisesti lämpökäsitelty ja sen jälkeen tuotu perustilaan viemällä lämpötila nollaan asteeseen. Tällä tavoin piipohjan päälle on rakennettu yksi kerros happea ja kolme kerrosta hafniumoksidia. Lopullinen tulos osoittaa, että rakenne ei ole vielä kolmen kerroksen jälkeen eristävä. Syynä ovat saturoitumattomat hafniumsidokset ja rakennetta tulee edelleen kasvattaa, jotta materiaalista tulee eristä.Description
Supervisor
Nieminen, RistoThesis advisor
Foster, AdamKeywords
first principles modelling, numeerinen mallinnus, MOSFET, MOSFET, interface, rajapinta, semiconductors, puolijohteet, hafnium oxide, hafniumoksidi