The high temperature thermal stability of ultra-thin atomic layer deposited Al2O3 on sulphur passivated and hydrofluoric acid (HF) treated germanium surfaces was studied using soft x-ray photoemission spectroscopy. The interface sulphur component was stable up to 500 °C vacuum annealing. The interfacial oxides were completely removed at 600 °C for the sulphur passivated sample, whereas HF treated sample showed traces of residual oxides at the interface. However, this annealing treatment does not show any significant change in Al2O3 stoichiometry. The dielectric-semiconductor band offsets were estimated using photoemission spectroscopy measurements.

1.
N.
Lu
,
W.
Bai
,
A.
Ramirez
,
C.
Mouli
,
A.
Ritenour
,
M. L.
Lee
,
D.
Antoniadis
, and
D. L.
Kwong
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
051922
(
2005
).
2.
Y.
Oshima
,
M.
Shandalov
,
Y.
Sun
,
P.
Pianetta
, and
P. C.
McIntyre
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
183102
(
2009
).
3.
S.
Sioncke
,
J.
Ceuppens
,
D.
Lin
,
L.
Nyns
,
A.
Delabie
,
H.
Struyf
,
S.
De Gendt
,
M.
Müller
,
B.
Beckhoff
, and
M.
Caymax
,
Microelectron. Eng.
88
,
1553
(
2011
).
4.
D.
Tsoutsou
,
Y.
Panayiotatos
,
S.
Galata
,
A.
Sotiropoulos
,
G.
Mavrou
,
E.
Golias
, and
A.
Dimoulas
,
Microelectron. Eng.
88
(
4
),
407
(
2011
).
5.
X.
Li
,
X.
Liu
,
Y.
Cao
,
A.
Li
,
H.
Li
, and
D.
Wu
,
Appl. Surf. Sci.
264
,
783
786
(
2013
).
6.
N.
Wu
,
Q.
Zhang
,
C.
Zhu
,
D. S. H.
Chan
,
A.
Du
,
N.
Balasubramanian
,
M. F.
Li
,
J. K. O.
Sin
, and
D. L.
Kwong
,
IEEE Electron Device Lett.
25
,
631
(
2004
).
7.
T.
Maeda
,
T.
Yasuda
,
M.
Nishizawa
, and
S.
Takagi
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
3181
(
2004
).
8.
N.
Wu
,
Q.
Zhang
,
C.
Zhu
,
C. C.
Yeo
,
S. J.
Whang
,
D. S. H.
Chan
,
M. F.
Li
, and
B.
Cho
,
J. Appl. Phys. Lett.
84
,
3741
(
2004
).
9.
R.
Zhang
,
T.
Iwasaki
,
N.
Taoka
,
M.
Takenaka
, and
S.
Takagi
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
112902
(
2011
).
10.
R.
Zhang
,
T.
Iwasaki
,
N.
Taoka
,
M.
Takenaka
, and
S.
Takagi
,
IEEE Trans. Electron Devices
59
,
335
(
2012
).
11.
S. N. A.
Murad
,
P. T.
Baine
,
D. W.
McNeill
,
S. J. N.
Mitchell
,
B. M.
Armstrong
,
M.
Modreanu
,
G.
Hughes
, and
R. K.
Chellappan
,
Solid-State Electron.
78
,
136
140
(
2012
).
12.
S.
Sioncke
,
H. C.
Lin
,
A.
Delabie
,
T.
Conard
,
H.
Struyf
,
S.
De Gendt
, and
M.
Caymax
,
ECS J. Solid State Sci. Technol.
1
(
3
),
P127
P132
(
2012
).
13.
X.
Li
,
A.
Li
,
X.
Liua
,
Y.
Gonga
,
X.
ChunChen
,
H.
Li
, and
D.
Wu
,
Appl. Surf. Sci.
257
,
4589
4592
(
2011
).
14.
S.
Sioncke
,
H. C.
Lin
,
G.
Brammertz
,
A.
Delabie
,
T.
Conard
,
A.
Franquet
,
M.
Meuris
,
H.
Struyf
,
S.
De Gendt
,
M.
Heyns
,
C.
Fleischmann
,
K.
Temst
,
A.
Vantomme
,
M.
Müller
,
M.
Kolbe
,
B.
Beckhoff
, and
M.
Caymax
,
J. Electrochem. Soc.
158
,
H687
H692
(
2011
).
15.
X.
Bai-Qing
,
C.
Hu-Dong
,
S.
Bing
,
W.
Sheng-Kai
, and
L.
Hong-Gang
,
Chin. Phys. Lett.
29
(
4
),
046801
(
2012
).
16.
S.
Swaminathan
,
Y.
Sun
,
P.
Pianetta
, and
P. C.
McIntyre
,
J. Appl. Phys.
110
,
094105
(
2011
).
17.
Y.
Oshima
,
Y.
Sun
,
D.
Kuzum
,
T.
Sugawara
,
K. C.
Saraswat
,
P.
Pianetta
, and
P. C.
McIntyre
,
J. Electrochem. Soc.
155
(
12
),
G304
G309
(
2008
).
18.
M. M.
Frank
,
S. J.
Koester
,
M.
Copel
,
J. A.
Ott
,
V. K.
Paruchuri
,
H.
Shang
, and
R.
Loesing
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
112905
(
2006
).
19.
T.
Deegan
and
G.
Hughes
,
Appl. Surf. Sci.
123
,
66
70
(
1998
).
20.
T.-W.
Pi
,
M. L.
Huang
,
W. C.
Lee
,
L. K.
Chu
,
T. D.
Lin
,
T. H.
Chiang
,
Y. C.
Wang
,
Y. D.
Wu
,
M.
Hong
, and
J.
Kwo
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
062903
(
2011
).
21.
J.
Oh
and
J. C.
Campbell
,
J. Electron. Mater.
33
(
4
),
364
367
(
2004
).
22.
M. P.
Seah
and
W. A.
Dench
,
Surf. Interface Anal.
1
(
1
),
2
11
(
1979
).
23.
C.
Cheng
,
C.
Chien
,
G.
Luo
,
J.
Liu
,
C.
Kei
,
D.
Liu
,
C.
Hsiao
,
C.
Yang
, and
C.
Chang
,
J. Electrochem. Soc.
155
(
10
),
G203
G208
(
2008
).
24.
R. B.
Shalvoy
,
G. B.
Fisher
, and
P. J.
Stiles
,
Phys. Rev. B
15
,
1680
1697
(
1977
).
25.
J.
Roche
,
P.
Ryan
, and
G. J.
Hughes
,
Appl. Surf. Sci.
174
(
3–4),
271
274
(
2001
).
26.
M.
Gothelid
,
G.
LeLay
,
C.
Wigren
,
M.
Bjorkqvist
,
M.
Rad
, and
U. O.
Karlsson
,
Appl. Surf. Sci.
115
,
87
(
1997
).
27.
C. S.
Yang
,
J. S.
Kim
,
J. W.
Choi
,
M. H.
Kwon
,
Y. J.
Kim
,
J. G.
Choi
, and
G. T.
Kim
,
J. Ind. Eng. Chem.
6
(
3
),
149
156
(
2000
).
28.
K.
Prabhakaran
,
F.
Maeda
,
Y.
Watanabe
, and
T.
Ogino
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
2244
(
2000
).
29.
M.
Milojevic
,
R.
Contreras-Guerrero
,
M.
Lopez-Lopez
,
J.
Kim
, and
R. M.
Wallace
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
212902
(
2009
).
30.
W.
Tsai
,
R. J.
Carter
,
H.
Nohira
,
M.
Caymax
,
T.
Conard
,
V.
Cosnier
,
S.
DeGendt
,
M.
Heyns
,
J.
Petry
,
O.
Richard
,
W.
Vandervorst
,
E.
Young
,
C.
Zhao
,
J.
Maes
,
M.
Tuominen
,
W. H.
Schulte
,
E.
Garfunkel
, and
T.
Gustafsson
,
Microelectron. Eng.
65
,
259
272
(
2003
).
31.
S.
Shibayama
,
K.
Kato
,
M.
Sakashita
,
W.
Takeuchi
,
O.
Nakatsuka
, and
S.
Zaima
,
Thin Solid Films
520
(
8
),
3397
3401
(
2012
).
32.
E. A.
Kraut
,
R. W.
Grant
,
J. R.
Waldrop
, and
S. P.
Kowalczyk
,
Phys. Rev. Lett.
44
,
1620
1623
(
1980
).
33.
V. V.
Afanas'ev
,
A.
Stesmans
,
A.
Delabie
,
F.
Bellenger
,
M.
Houssa
, and
M.
Meuris
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
022109
(
2008
).
34.
J.
Robertson
,
Eur. Phys. J. Appl. Phys.
28
(
3
),
265
291
(
2004
).
You do not currently have access to this content.