論文の概要: Characterization of the Chemical and Electrical Properties of Defects at
the Niobium-Silicon Interface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.08359v1
- Date: Tue, 17 Nov 2020 01:26:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 21:36:38.456423
- Title: Characterization of the Chemical and Electrical Properties of Defects at
the Niobium-Silicon Interface
- Title（参考訳）: ニオブ-シリコン界面における欠陥の化学的・電気的性質
- Authors: Cameron Kopas, Madhu Krishna Murthy, Christopher Gregory, Bryan Ibarra
Mercado, Daniel R. Queen, Brian Wagner, Nathan Newman
- Abstract要約: 欠陥濃度はE$_vbm$ +0.556eVのホールトラップで支配される。
最適表面処理はHFエッチングに続き、その場で100eVのAr-ガスイオンミリング工程を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The nature and concentration of defects near niobium-silicon interfaces
prepared with different silicon surface treatments were characterized using
current-voltage (I-V), deep level transient spectroscopy (DLTS), and secondary
ion mass spectroscopy (SIMS). All samples have H, C, O, F, and Cl chemical
contamination in the Si within 50 nm of the interface and electrically active
defects with activation energies of 0.147, 0.247, 0.339, and 0.556 eV above the
valence band maximum (E$_{vbm}$). In all cases, the deep level defect
concentration is dominated by the hole trap at E$_{vbm}$ + 0.556eV, which we
assign to a Nb point defect in Si, presumably Nb$_\textrm{Si}$. This defect is
present with concentrations ranging from $7\times10^{13}$ to $5\times10^{14}$
cm$^{-3}$ and depends on the final surface clean process.
The optimum surface treatment used in this study is an HF etch followed by an
in-situ 100 eV Ar-gas ion milling process. Higher energy ion milling is found
to increase the electrically active Nb defect concentration in the Si, and
increase the concentration of defects. The HF etch alone removes O from the
interface, but results in significant H and F contamination,
electrically-active point defect concentrations, and levels of
Shockley-Reed-Hall recombination (i.e. Nb/Si Schottky diodes with an ideality
factor, n, of $\approx$ 1.6). The RCA clean increases the depth and
concentration of H, F, C, and Nb contamination.
- Abstract（参考訳）: シリコン表面処理を施したニオブ-シリコン界面近傍の欠陥の性質と濃度は, 電流電圧 (I-V) , 深層遷移分光 (DLTS) , 二次イオン質量分析 (SIMS) を用いて測定した。
すべての試料は表面50nm以内のSi中でのH, C, O, F, Clの化学汚染と、原子価帯最大値(E$_{vbm}$)の0.147, 0.247, 0.339, 0.556 eVの活性化エネルギーを持つ電気活性欠陥を有する。
いずれの場合も、深いレベルの欠陥濃度は E$_{vbm}$ + 0.556eV のホールトラップによって支配され、これはSi のNb点欠陥、おそらく Nb$_\textrm{Si}$ に割り当てられる。
この欠陥は7\times10^{13}$から5\times10^{14}$cm$^{-3}$までの濃度で存在し、最終的な表面清浄過程に依存する。
本研究で用いた最適表面処理はHFエッチング, 続いて100eVのAr-ガスイオンミリング法である。
高エネルギーイオンミリングによりSi中の電気活性Nb欠陥濃度が増加し、欠陥濃度が増加する。
HFエッチングのみはOを界面から除去するが、大きなHおよびF汚染、電気的に活性な点欠陥濃度、ショックレー・リード=ハル再結合のレベル(理想係数 n, $\approx$1.6 のNb/Siショットキーダイオード)をもたらす。
RCAクリーンはH,F,C,Nb汚染の深さと濃度を増加させる。
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