CVD-derived Hf-based High-k Gate Dielectrics
Source abstract
Abstract
Hf-based high-k gate dielectric has been recently highlighted as the most promising high-k dielectrics for the next-generation CMOS devices with high performance due to its excellent thermal stability and relatively high dielectric constant. This article provides a comprehensive view of the state-of-the-art research activities in advanced Hf-based high-k gate dielectrics grown by chemical-vapor-deposition-based method, including metal-organic-chemical-vapor-deposition (MOCVD), atomic-layer-chemical-vapor-deposition (ALCVD), and plasma-enhanced- chemical-vapor-deposition (PECVD), in CMOS device. We begin with a survey of methods developed for generating Hf-based high-k gate dielectrics. After that, most attention has been paid to the detailed discussion of the latest development of novel Hf-based high-k gate dielectrics grown by CVD. Finally, we conclude this review with the perspectives and outlook on the future developments in this area. This article explores the possible influences of research breakthroughs of Hf-based gate dielectrics on the current and future applications for nano-MOSFET devices.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Semiconductor materials and devices · Ferroelectric and Negative Capacitance Devices · Advancements in Semiconductor Devices and Circuit Design
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (100+)
Show source-provided references
1. Packen A. · Science · 1999 · 285 · 207910.1126/science.285.5436.2079 ↗
2. Wilk G. D. · J. Appl. Phys. · 2001 · 89 · 524310.1063/1.1361065 ↗
3. Kingon A. I. · Nature · 2000 · 406 · 103210.1038/35023243 ↗
4. Muller D. A. · Nature · 1999 · 399 · 75810.1038/21602 ↗
5. Chau R. · IEEE Electron Dev. Lett. · 2004 · 25 · 40810.1109/LED.2004.828570 ↗
6. He G · Nanotechnology · 2005 · 16 · 164110.1088/0957-4484/16/9/040 ↗
7. Zhu L. Q. · Nanotechnology · 2005 · 6 · 286510.1088/0957-4484/16/12/022 ↗
8. Seo M. · J. Mater. Chem. · 2008 · 18 · 432410.1039/b806382f ↗
9. Seo M. · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 1849710.1039/c1jm11763g ↗
10. Niinistö J. · J. Mater. Chem. · 2008 · 18 · 338510.1039/b802523a ↗
11. Jones A. C. · J. Mater. Chem. · 2004 · 14 · 310110.1039/B405525J ↗
12. Dkhissi A. · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2009 · 11 · 370110.1039/b821502b ↗
13. Zhao Y. · J. Appl. Phys. · 2007 · 46 · 418910.1143/JJAP.46.4189 ↗
14. Zhao Y. · J. Appl. Phys. · 2009 · 105 · 03410310.1063/1.3073946 ↗
15. Ngro R. L. · Adv. Mater · 2003 · 15 · 107110.1002/adma.200304806 ↗
16. Ngro R. L. · Adv. Mater · 2005 · 15 · 838
17. Wang X. J. · Appl. Phys. Lett · 2008 · 92 · 04290510.1063/1.2839377 ↗
18. Wang X. J. · J. Appl. Phys. · 2008 · 103 · 06410110.1063/1.2890987 ↗
19. Zhong L. J. · J. Mater. Chem. · 2004 · 14 · 320310.1039/b406533f ↗
20. He G. · Surf. Sci. · 2005 · 576 · 6710.1016/j.susc.2004.11.042 ↗
21. He G. · Appl. Phys. Lett., · 2007 · 91 · 23291010.1063/1.2813620 ↗
22. Niinistö J. · J. Mater. Chem. · 2005 · 15 · 227110.1039/b417866c ↗
23. He G. · Prog. Mater Sci. · 2011 · 56 · 47510.1016/j.pmatsci.2011.01.012 ↗
24. Yamamoto K. · Appl. Phys. Lett · 2002 · 81 · 205310.1063/1.1506782 ↗
25. Morais J. · Appl. Phys. Lett · 2002 · 81 · 299510.1063/1.1515112 ↗
26. Huang A. P. · J. Cryst. Growth · 2005 · 277 · 42210.1016/j.jcrysgro.2005.01.088 ↗
27. Huang A. P. · Surf. Coat. Tech · 2007 · 201 · 828210.1016/j.surfcoat.2006.09.330 ↗
28. Cheng X. H. · Appl. Surf. Sci. · 2006 · 252 · 807310.1016/j.apsusc.2005.10.024 ↗
29. Cherkaoui K. · J. Appl. Phys. · 2008 · 104 · 06411310.1063/1.2978209 ↗
30. Wang Y. J. · Appl. Surf. Sci · 2004 · 228 · 9310.1016/j.apsusc.2003.12.028 ↗
31. Sahiner M. A. · Thin Solid Films · 2007 · 515 · 654810.1016/j.tsf.2006.11.171 ↗
32. Wang X. F. · Micron · 2010 · 41 · 1510.1016/j.micron.2009.07.009 ↗
33. Wei F. · Appl. Phys. Lett. · 2008 · 92 · 01290110.1063/1.2828692 ↗
34. Khomenkova L. · Nanotechnology · 2010 · 21 · 09570410.1088/0957-4484/21/9/095704 ↗
35. Ji M. · J. Phys. Conf. Ser. · 2009 · 152 · 01200510.1088/1742-6596/152/1/012005 ↗
36. He G. · J. Appl. Phys. · 2009 · 105 · 01410910.1063/1.3062792 ↗
37. Choi J. H. · Mater. Sci. Eng. R · 2011 · 72 · 9710.1016/j.mser.2010.12.001 ↗
38. He G. · J. Cryst. Growth · 2004 · 268 · 15510.1016/j.jcrysgro.2004.05.038 ↗
39. Seo K. I. · Appl. Phys. Lett · 2005 · 86 · 08290410.1063/1.1866644 ↗
40. Watanabe H. · Appl. Phys. Lett · 2003 · 83 · 354610.1063/1.1622107 ↗
41. He G. · J. Appl. Phys. · 2006 · 100 · 08351710.1063/1.2361161 ↗
42. Vellianitis G. · Mater. Sci. Eng. B · 2004 · 109 · 8510.1016/j.mseb.2003.10.052 ↗
43. Goldenblum A. · J. Appl. Phys. · 2006 · 99 · 06410510.1063/1.2180428 ↗
44. Sarkar D. K. · Thin Solid Films · 2007 · 515 · 478810.1016/j.tsf.2006.11.155 ↗
45. Kim M. S. · Mater. Sci. Eng. B · 2005 · 123 · 2010.1016/j.mseb.2005.06.012 ↗
46. Varghese J. · AIP Conf. Proc. · 2010 · 1372 · 193
47. Kawahara T. · Jpn. J. Appl. Phys · 1994 · 33 · 512910.1143/JJAP.33.5129 ↗
48. Black K. · J. Mater. Chem. · 2008 · 18 · 456110.1039/b807205a ↗
49. Lemberger M. · Chem. Vap. Deposit. · 2007 · 13 · 10510.1002/cvde.200606511 ↗
50. Williams P. A. · J. Mater. Chem. · 2002 · 12 · 16510.1039/b109994a ↗
51. Loo Y. F. · J. Mater. Chem. · 2005 · 15 · 189610.1039/b417389a ↗
52. Chatterjee S. · Bull. Mater. Sci. · 2001 · 24 · 57910.1007/BF02704004 ↗
53. Lee S. · J. Mater. Chem. · 2009 · 19 · 685710.1039/b908216f ↗
54. Seo M. · Chem. Mater. · 2010 · 22 · 441910.1021/cm1010289 ↗
55. Niinist J. · Chem. Mater. · 2007 · 19 · 331910.1021/cm0626583 ↗
56. Fang Q. · Thin Solid Film · 2003 · 428 · 26310.1016/S0040-6090(02)01221-X ↗
57. Yu J. J. · Chem. Res. Chin. U. · 2004 · 20 · 396
58. Fang Q. · Microelectron. Eng. · 2003 · 66 · 62110.1016/S0167-9317(02)00974-7 ↗
59. Ritala M. · Thin Solid Films · 1994 · 250 · 7210.1016/0040-6090(94)90168-6 ↗
60. Kim H. · Appl. Phys. Lett · 2003 · 82 · 10610.1063/1.1533117 ↗
61. Jones A. C. · Chem. Vap. Deposit. · 2006 · 12 · 8310.1002/cvde.200500023 ↗
62. Dubourdieu C. · Chem. Vap. Deposit. · 2006 · 12 · 18710.1002/cvde.200506397 ↗
63. Powell, C. F. 1966.Vapor Deposition: Chemically Deposited Nonmetals, Edited by: Powell, C. F., Oxley, J. H. and Blocher, J. M. 343–420. New York: John Wiley & Sons Inc.
64. Smith R. C. · Adv. Mater. Opt. Electron. · 2000 · 10 · 10510.1002/1099-0712(200005/10)10:3/5<105::AID-AMO402>3.0.CO;2-J ↗
65. Jones A. C. · J. Mater. Chem. · 2002 · 12 · 257610.1039/b202675a ↗
66. Bradley, D. C., Mehrotra, R. C. and Gaur, D. P. 1978.Metal Alkoxides, 42–149. New York: Academic Press.
67. Herrmann W. A. · Angew. Chem., Int. Ed. Engl. · 1995 · 34 · 218710.1002/anie.199521871 ↗
68. Williams P. A. · Chem. Vap. Deposit. · 2002 · 8 · 16310.1002/1521-3862(20020704)8:4<163::AID-CVDE163>3.0.CO;2-V ↗
69. Taylor S. · IEEE Electron. Lett. · 2002 · 38 · 128510.1049/el:20020801 ↗
70. Ohshita Y. · Thin Solid Films · 2002 · 406 · 21510.1016/S0040-6090(01)01765-5 ↗
71. Hendrix B. C. · Appl. Phys. Lett. · 2002 · 80 · 236210.1063/1.1465532 ↗
72. Zurcher S. · Chem. Vap. Deposit. · 2002 · 8 · 17110.1002/1521-3862(20020704)8:4<171::AID-CVDE171>3.0.CO;2-Z ↗
73. Kim J. H. · Microelectron. Eng · 2009 · 86 · 35710.1016/j.mee.2008.11.012 ↗
74. He G. · Surf. Interf. Anal. · 2011 · 43 · 86510.1002/sia.3647 ↗
75. He G. · J. Appl. Phys. · 2008 · 104 · 10411610.1063/1.3029664 ↗
76. Lemberger M. · Chem. Vap. Deposit. · 2007 · 13 · 10510.1002/cvde.200606511 ↗
77. Rangarajan V. · Thin Solid Films · 2002 · 419 · 110.1016/S0040-6090(02)00771-X ↗
78. Ohshita Y. · Chem. Vap. Deposit. · 2006 · 12 · 13010.1002/cvde.200506372 ↗
79. Hendrix B. C. · Appl. Phys. Lett. · 2002 · 80 · 236210.1063/1.1465532 ↗
80. Gordon R. G. · Chem. Mater. · 2001 · 13 · 246310.1021/cm010145k ↗
81. Liu M. · Appl. Surf. Sci. · 2007 · 253 · 786910.1016/j.apsusc.2007.02.150 ↗
82. Cho M. H. · Appl. Phys. Lett. · 2002 · 81 · 107110.1063/1.1499223 ↗
83. Clark-Phelps R. B. · Mater. Res. Soc. Symp. Proc. · 2001 · 670 · K2
84. Lee J. H.
85. Potter R. J. · Appl. Phys. Lett. · 2004 · 84 · 411910.1063/1.1755424 ↗
86. Buiu O. · Thin Solid Films · 2007 · 515 · 377210.1016/j.tsf.2006.09.035 ↗
87. Jinesh K. B. · J. Mater. Res. · 2010 · 25 · 162910.1557/JMR.2010.0208 ↗
88. Chen G. H. · J. Appl. Phys. · 2008 · 104 · 07410110.1063/1.2985908 ↗
89. Govindarajan S. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 06290610.1063/1.2768002 ↗
90. Zhang H. · Appl. Phys. Lett. · 2011 · 98 · 04210510.1063/1.3543837 ↗
91. Yang Z. K. · Appl. Phys. Lett. · 2007 · 91 · 20290910.1063/1.2816121 ↗
92. Kim S. J. · IEEE Electron Device Lett · 2003 · 24 · 44210.1109/LED.2003.814024 ↗
93. Devi A. · Thin Solid Films · 2012 · 520 · 451210.1016/j.tsf.2011.10.141 ↗
94. Wang X. P. · Solid-State Electron · 2006 · 50 · 98610.1016/j.sse.2006.05.008 ↗
95. Zhu W. J. · IEEE Electron. Device Lett · 2002 · 23 · 64910.1109/LED.2002.805000 ↗
96. Loo Y. F. · J. Appl. Phys. · 2006 · 99 · 10370410.1063/1.2198936 ↗
97. Huang L. Y. · Appl. Surf. Sci. · 2010 · 256 · 249610.1016/j.apsusc.2009.10.094 ↗
98. Horii S. · Jpn. J. Appl. Phys · 2003 · 42 · 517610.1143/JJAP.42.5176 ↗
99. Lee S. · Jpn. J. Appl. Phys · 2004 · 43 · 42710.1143/JJAP.43.427 ↗
100. Park J. H. · Surf. Coat .Tech · 2007 · 201 · 533610.1016/j.surfcoat.2006.07.034 ↗