Skip to main content
SpringerLink
Log in

Interfacial Chemistry of Oxides on III-V Compound Semiconductors

  • Chapter
  • First Online:
Fundamentals of III-V Semiconductor MOSFETs

Abstract

This chapter reviews the interfacial chemistry observed for III-V semiconductors, with particular attention to native and deposited oxide gate dielectrics. The chemical states observed at the III-V surface as studied by x-ray photoelectron spectroscopy are presented, and the suppression of oxide formation with deposition techniques, particularly atomic layer deposition, is discussed. The resultant electrical properties of these interfaces are then reviewed, with attention to the interpretation of capacitance-voltage and related transistor measurements.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 129.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 169.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info
Hardcover Book
USD 169.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Notes

  1. 1.

    For an excellent review of the developments of gate dielectric studies for GaAs up until ~1985, see: Physics and Chemistry of III-V Compound Semiconductor Interfaces, edited by C. Wilmsen, (Plenum, New York, 1985).

  2. 2.

    See: C. L. Hinkle, M. Milojevic, E. M. Vogel and R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 95, 151905 (2009).

  3. 3.

    For an early review of high-k gate dielectrics, see the MRS Bulletin March 2002 issue.

References

  1. H. C. Gatos, J. Lagowski, T. E. Kazior, Jpn. J. Appl. Phys. Suppl. 22, 11 (1983), and refs. therein.

    Google Scholar 

  2. G. D. Wilk, R. M. Wallace, J. M. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).

    Google Scholar 

  3. R. M. Wallace, P. C. McIntyre, J. Kim, Y. Nishi, Mat. Res. Bull. 34(7), 493 (2009).

    Google Scholar 

  4. R. E. Schlier, H. E. Farnsworth, J. Chem. Phys. 30, 917 (1959).

    Google Scholar 

  5. H. Welker, Z. Naturforsch. A 7, 744 (1952).

    Google Scholar 

  6. V. P. LaBella, M. R. Krause, Z. Ding, P. M. Thibado, Surf. Sci. Rep. 60, 1–53 (2005).

    Google Scholar 

  7. L. L. Chang, L. Esaki, W. E. Howard, R. Ludeke, J. Vac. Sci. Technol. 10, 11 (1973).

    Google Scholar 

  8. L. L. Chang, L. Esaki, W. E. Howard, R. Ludeke, G. Schul, J. Vac. Sci. Technol. 10, 655 (1973).

    Google Scholar 

  9. A. Y. Cho, J. Appl. Phys. 47, 2841 (1976).

    Google Scholar 

  10. R. A. Kubiak, S. M. Newstead, P. Sullivan, in Moleculaar Beam Epitaxy, R. Farrow, Ed., Noyes Publications, Park Ridge, NJ (1995) 77.

    Google Scholar 

  11. V. P. LaBella, D. W. Bullock, C. Emery, Z. Ding, P. M. Thibado, Appl. Phys. Lett. 79, 3065 (2001).

    Google Scholar 

  12. J. A. Appelbaum, G. A. Baraff, D. R. Hamann, J. Vac. Sci. Technol. 13, 751 (1976).

    Google Scholar 

  13. P. K. Larsen, J. H. Neave, B. A. Joyce, J. Phys. C: Solid State Phys. (UK) 14, 167 (1981).

    Google Scholar 

  14. P. K. Larsen, J. F. van der Veen, A. Mazur, J. Pollmann, J. H. Neve, B. A. Joyce, Phys. Rev. B 26, 3222 (1982).

    Google Scholar 

  15. H. Tsuda, T. Mizutani, Appl. Phys. Lett. 60, 1570 (1992).

    Google Scholar 

  16. W. Barvosa-Carter, R. S. Ross, C. Ratsch, F. Grosse, J. H. G. Owen, J. J. Zinck, Surf. Sci. 499, 129 (2002).

    Google Scholar 

  17. J. R. Arthur, Surf. Sci. 43, 449 (1974).

    Google Scholar 

  18. J. Massies, P. Etienne, F. Dezaly, N. T. Linh, Surf. Sci. 99, 121 (1980).

    Google Scholar 

  19. M. D. Pashley, K. W. Haberern, W. Friday, J. M. Woodall, P. D. Kirchner, Phys. Rev. Lett. 60, 2176 (1988).

    Google Scholar 

  20. D. K. Biegelsen, R. D. Bringans, L. E. Swartz, Proc. SPIE 1186, 136 (1990).

    Google Scholar 

  21. D. K. Biegelsen, R. D. Bringans, J. E. Northrup, L. E. Swartz, Phys. Rev. B 41, 5701 (1990).

    Google Scholar 

  22. M. D. Pashley, K. W. Haberern, R. M. Feenstra, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 1874 (1992).

    Google Scholar 

  23. M. D. Pashley, K. W. Haberern, Ultramicroscopy 42 – 44, 1281 (1992).

    Google Scholar 

  24. V. P. LaBella, H. Yang, D. W. Bullock, P. M. Thibado, P. Kratzer, M. Scheffler, Phys. Rev. Lett. 83, 2989 (1999).

    Google Scholar 

  25. M. D. Pashley, K. W. Haberern, R. M. Feenstra, P. D. Kirchner, Phys. Rev. B 48, 4612 (1993).

    Google Scholar 

  26. D. J. Chadi, C. Tanner, J. Ihm, Surf. Sci. 120, 425 (1982).

    Google Scholar 

  27. B. A. Joyce, J. H. Neave, P. J. Dobson, P.K. Larsen, Phys. Rev. B 29, 814 (1984).

    Google Scholar 

  28. D. J. Chadi, J. Vac. Sci. Technol. A 5, 834 (1987).

    Google Scholar 

  29. D. J. Frankel, C. Yu, J. P. Harbison, H. H. Farrell, J. Vac. Sci. Technol. B 5, 1113 (1987).

    Google Scholar 

  30. W. G. Schmidt, F. Bechstedt, Phys. Rev. B 54, 16742 (1996).

    Google Scholar 

  31. M. D. Johnson, K. T. Leung, A. Birch, B. G. Orr, J. Tersoff, Surf. Sci. 350, 254 (1996).

    Google Scholar 

  32. J. Tersoff, M. D. Johnson, B. G. Orr, Phys. Rev. Lett. 78, 282 (1997).

    Google Scholar 

  33. W. M. Lau, R. N. S. Sodhi, S. Jin, S. Ingrey, N. Puetz, A. Spring Thorpe., J. Appl. Phys. 67, 768 (1990).

    Google Scholar 

  34. F. S. Aguirre-Tostado, M. Milojevic, C. L. Hinkle, E. M. Vogel, R. M. Wallace, S. McDonnell, G. J. Hughes, Appl. Phys. Lett. 92, 171906 (2008).

    Google Scholar 

  35. S. I. J. Ingrey, W. M. Lau, R. N. S. Sodhi, J. Vac. Sci. Technol. A 7, 1554 (1989).

    Google Scholar 

  36. G. Brammertz, M. Heyns, M. Meuris, M. Caymax, D. Jiang, Microelectronic Eng. 84, 2154 (2007).

    Google Scholar 

  37. W. G. Schmidt, Appl. Phys. A 75, 89 (2002).

    Google Scholar 

  38. T. Sawada, H. Hasegawa, Electron. Lett. 12, 471 (1976).

    Google Scholar 

  39. A. Callegari, P. D. Hoh, D. A. Buchanan, D. Lacey, Appl. Phys. Lett. 54, 332 (1989).

    Google Scholar 

  40. G. Sixt, K. H. Ziegler, W. R. Fahrner, Thin Solid Films 56, 107 (1979).

    Google Scholar 

  41. M. Passlack, M. Hong, J. P. Mannaerts, Appl. Phys. Lett. 68, 1099 (1996).

    Google Scholar 

  42. W. E. Spicer, N. Newman, C. J. Spindt, Z. Lilientalweber, E. R. Weber, J. Vac. Sci. Tech. A 8, 2084 (1990).

    Google Scholar 

  43. S. Koveshnikov, W. Tsai, I. Ok, J. C. Lee, V. Torkanov, M. Yakimov, S. Oktyabrsky, Appl. Phys. Lett. 88, 022106 (2006).

    Google Scholar 

  44. D. L. Winn, M. J. Hale, T. J. Grassman, A. C. Kummel, R. Droopad, M. Passlack, J. Chem. Phys. 126, 084703 (2007).

    Google Scholar 

  45. G. Hollinger, R. Skheytakabbani, M. Gendry, Phys. Rev. B 49, 11159 (1994).

    Google Scholar 

  46. C. L. Hinkle, A. M. Sonnet, E. M. Vogel, S. McDonnell, G. J. Hughes, M. Milojevic, B. Lee, F. S. Aguirre-Tostado, K. J. Choi, J. Kim, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 91, 163512 (2007).

    Google Scholar 

  47. C. L. Hinkle, M. Milojevic, B. Brennan, A. M. Sonnet, F. S. Aguirre-Tostado, G. J. Hughes, E. M. Vogel, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 94, 162101 (2009).

    Google Scholar 

  48. C. L. Hinkle, M. Milojevic, A. M. Sonnet, H. C. Kim, J. Kim, E. M. Vogel, R. M. Wallace, ECS Trans. 19, 387 (2009).

    Google Scholar 

  49. G. P. Schwartz, G. J. Gualtieri, G. W. Kammlott, B. Schwartz, J. Electrochem. Soc. 126, 1737 (1979).

    Google Scholar 

  50. A. J. Bard, R. Parsons, J. Jordan, Standard Potentials in Aqueous Solution, International Union of Pure and Applied Chemistry.

    Google Scholar 

  51. H. He, C.-F. Cheng, S. Seal, T. L. Barr, J. Klinowski, J. Phys. Chem. 99, 3235 (1995).

    Google Scholar 

  52. G. Hollinger, E. Bergignat, J. Joseph, Y. Robach, J. Vac. Sci. Technol. A 3, 2082 (1985).

    Google Scholar 

  53. P. G. Hofstra, D. A. Thompson, B. J. Robinson, M. P. Besland, M. Gendry, P. Regreny, G. Hollinger, J. Appl. Phys. 77, 5167 (1995).

    Google Scholar 

  54. E. Weiss, O. Klin, S. Grossman, S. Greenberg, P. C. Klipstein, R. Akhvlediani, R. Tessler, R. Edrei, A. Hoffman, J. Vac. Sci. Technol. A 25, 736 (2007).

    Google Scholar 

  55. G. P. Schwartz, Thin Solid Films 103, 3 (1983).

    Google Scholar 

  56. M. Milojevic, C. L. Hinkle, E. M. Vogel, R. M. Wallace (unpublished).

    Google Scholar 

  57. A. M. Sonnet, C. L. Hinkle, M. N. Jivani, R. A. Chapman, G. P. Pollack, R. M. Wallace, E. M. Vogel, Appl. Phys. Lett. 93, 122109 (2008).

    Google Scholar 

  58. C. L. Hinkle, M. Milojevic, E. M. Vogel, R. M. Wallace (unpublished).

    Google Scholar 

  59. S. Doniach M. Sunjic, J. Phys. C 3, 285 (1970).

    Google Scholar 

  60. M. V. Lebedev, D. Ensling, R. Hunger, T. Mayer, W. Jaegermann, Appl. Surface Sci. 229, 226 (2004).

    Google Scholar 

  61. S. Adachi, D. Kikuchi, J. Electrochem. Soc. 147, 4618 (2000).

    Google Scholar 

  62. C. L. Hinkle, A. M. Sonnet, E. M. Vogel, S. McDonnell, G. J. Hughes, M. Milojevic, B. Lee, F. S. Aguirre-Tostado, K. J. Choi, H. C. Kim, J. Kim, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 92, 071901 (2008).

    Google Scholar 

  63. C. L. Hinkle, A. M. Sonnet, M. Milojevic, F. S. Aguirre-Tostado, H. C. Kim, J. Kim, R. M. Wallace, E. M. Vogel, Appl. Phys. Lett. 93, 113506 (2008).

    Google Scholar 

  64. R. Droopad, M. Passlack, N. England, K. Rajagopalan, J. Abrokwah, A. Kummel, Microelectronic Eng. 80, 138 (2005).

    Google Scholar 

  65. R. Droopad, K. Rajagopalan, J. Abrokwah, L. Adams, N. England, D. Uebelhoer, P. Fejes, P. Zurcher, M. Passlack, J. Cryst. Growth 301 – 302, 139 (2007).

    Google Scholar 

  66. M. Holland, P. Longo, G. W. Paterson, W. Reid, A. R. Long, C. R. Stanley, A. J. Craven, I. Thayne, R. Gregory, Microelectronic Eng. 86, 244 (2009).

    Google Scholar 

  67. M. J. Hale, S. I. Yi, J. Z. Sexton, A. C. Kummel, M. Passlack, J. Chem. Phys. 119, 6719 (2003).

    Google Scholar 

  68. Z. Yu, C. D. Overgaard, R. Droopad, M. Passlack J. K. Abrokwah, Appl. Phys. Lett. 82, 2978 (2003).

    Google Scholar 

  69. I.-J. Ok, H. Kim, M. Zhang, F. Zhu, S. Park, J. Yum, H. Zhao, D. Garcia, P. Majhi, J. C. Lee, Appl. Phys. Lett. 92, 202908 (2008).

    Google Scholar 

  70. P. Longo, A. J. Craven, M. C. Holland, D. A. J. Moran, I. G. Thayne, Microelectronic Eng. 86, 214 (2009).

    Google Scholar 

  71. M. Passlack, M. Hong, R. L. Opila, J. P. Mannaerts, J. R. Kwo, Appl. Surf. Sci. 104/105, 441 (1996).

    Google Scholar 

  72. A. J. Rosenberg, J. Phys. Chem. 64, 1143 (1960).

    Google Scholar 

  73. A. H. Hou, M. C. Chen, C. H. Chang, T. B. Wu, C. D. Chiang, J. J. Luo, J. Electrochem. Soc. 155, G180 (2008).

    Google Scholar 

  74. R. P. Vasquez F. J. Grunthaner, J. Vac. Sci. Technol. 19, 431 (1981).

    Google Scholar 

  75. K. Loschke, G. Kuhn, H. J. Bitz, G. Leonhardt, Thin Solid Films 48, 229 (1978).

    Google Scholar 

  76. J. F. Wager, K. M. Geib, C. W. Wilmsen, L. L. Kazmerski, J. Vac. Sci. Technol. B 1, 778 (1983).

    Google Scholar 

  77. J. F. Wager, D. L. Ellsworth, S. M. Goodnick, C. W. Wilmsen, J. Vac. Sci. Technol. 19, 513 (1981).

    Google Scholar 

  78. M. Rubenstein, J. Electrochem. Soc. 113, 540 (1966).

    Google Scholar 

  79. R. Nishitani, H. Iwasaki, Y. Mizokawa, S. Nakamura, Jpn. J. Appl. Phys. 17, 321 (1978).

    Google Scholar 

  80. T. Ikoma, H. Yokomizo, H. Tokuda, Jpn. J. Appl. Phys. Suppl. 18, 131 (1979).

    Google Scholar 

  81. T. Sawada, H. Hasegawa, Thin Solid Films 56, 183 (1979).

    Google Scholar 

  82. H. H. Wieder, J. Vac. Sci. Technol. B 11, 1331 (1993); and refs. therein.

    Google Scholar 

  83. W. E. Spicer, I. Lindau, P. Pianetta, P. W. Chye, C. M. Garner, Thin Solid Films 56, 1 (1979).

    Google Scholar 

  84. K. Heime, InGaAs Field Effect Transistors, Research Studies Press Ltd., Taunton, Somerset, England (1989), ISBN: 0 86380 083 1.

    Google Scholar 

  85. Y. Q. Wu, P. D. Ye, G. D. Wilk, B. Yang, Mater. Sci. Eng. B 135, 282 (2006), and refs. therein.

    Google Scholar 

  86. Y. C. Chang, W. H. Chang, H. C. Chiu, L. T. Tung, C. H. Lee, K. H. Shiu, M. Hong, J. Kwo, J. M. Hong, C. C. Tsai, Appl. Phys. Lett. 93, 053504 (2008).

    Google Scholar 

  87. T. Ashley, A. B. Dean, C. T. Elliott, R. Jefferies, F. Khaleque, T. J. Phillips, “High-speed, Low-Power InSb Transistors,” Proc. Int. Elec. Dev. Meet. 97 (30.4.1), 751 (1997). This work actually utilized sputter deposited SiO2.

    Google Scholar 

  88. S. Datta, Micrelectronic Eng. 84, 2133 (2007). This work actually utilizes ALD Al2O3 to isolate the gate for the buried QW structure, and is not in direct contact with the InSb.

    Google Scholar 

  89. M. V. Lebedev, Prog. Surf. Sci. 70, 153 (2002).

    Google Scholar 

  90. V. N. Bessolov, M. V. Lebedev, Semiconductors 32, 1141 (1998).

    Google Scholar 

  91. J.-F. Fan, H. Oigawa Y. Nannichi, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 27, L1331 (1988).

    Google Scholar 

  92. Y. Nannichi, J. Fan, H. Oigawa, A. Koma, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 27, L2367 (1988).

    Google Scholar 

  93. H. Oigawa, J.-F. Fan, Y. Nannichi, K. Ando, K. Saiki, A. Koma, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2, 28, L340 (1989).

    Google Scholar 

  94. E. Yablonovitch, B. J. Skromme, R. Bhat, J. P. Harbison, T. J.Gmitter, Appl. Phys. Lett. 54, 555 (1989).

    Google Scholar 

  95. C. J. Sandroff, R. N. Nottenburg, J.-C. Bischoff, R. Bhatt, Appl. Phys. Lett. 51, 33 (1987).

    Google Scholar 

  96. E. Yablonovitch, C. J. Sandroff, R. Bhat, T. Gmitter, Appl. Phys. Lett. 51, 439 (1987).

    Google Scholar 

  97. Z. Liu, Y. Sun, F. Machuca, P. Pianetta, W. E. Spicer, R. F. W. Pease, J. Vac. Sci. Technol. A 21, 212 (2003).

    Google Scholar 

  98. S. M. Mokler, P. R. Watson, J. Vac. Sci. Technol. A 9, 1374 (1991).

    Google Scholar 

  99. B. A. Kuruvilla, S. V. Ghaisas, A. Datta, S. Banerjee, S. K. Kulkarni, J. Appl. Phys. 73, 4384 (1993).

    Google Scholar 

  100. S. A. Chambers, V. S. Sundaram, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 2256 (1991).

    Google Scholar 

  101. C. C. Chang, P. H. Citrin, B. Schwartz, J. Vac. Sci. Technol. 14, 943 (1977).

    Google Scholar 

  102. Y. Ishikawa, H. Ishii, H. Hasegawa, T. Fukui, J. Vac. Sci. Technol. B 12, 2713 (1994).

    Google Scholar 

  103. M. S. Abrahams, C. J. Buiocchi, J. Appl. Phys. 36, 2855 (1965).

    Google Scholar 

  104. E. Yablonovitch, H. M. Cox, T. J. Gmitter, Appl. Phys. Lett. 52, 1002 (1988).

    Google Scholar 

  105. G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barrette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).

    Google Scholar 

  106. P. T. Chen, Y. Sun, E. Kim, P. C. McIntyre, W. Tsai, M. Garner, P. Pianetta, Y. Nishi, C. O. Chui, J. Appl. Phys. 103, 034106 (2008).

    Google Scholar 

  107. F. S. Aguirre-Tostado, M. Milojevic, K. J. Choi, H. C. Kim, C. L. Hinkle, E. M. Vogel, J. Kim, T. Yang, Y. Xuan, P. D. Ye, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 93, 061907 (2008).

    Google Scholar 

  108. N. J. Kawai, T. Nakagawa, T. Kojima, K. Ohta, M. Kawashima, Electron. Lett. 20, 47 (1984).

    Google Scholar 

  109. R. P. H. Chang, S. Darack, Appl. Phys. Lett. 38, 898 (1981).

    Google Scholar 

  110. S. Sugata, A. Takamori, N. Takado, K. Asakawa, E. Miyauchi, H. Hasimoto, J. Vac. Sci. Technol. B 5, 1087 (1988).

    Google Scholar 

  111. T. Suguya, M. Kawabe, Japan. J. Appl. Phys. 30(3A), L402 (1991).

    Google Scholar 

  112. R. W. Grant, J. R. Waldrop, J. Vac. Sci. Technol. B 5, 1015 (1987).

    Google Scholar 

  113. G. G. Fountain, S. V. Hattangady, D. J. Vitkavage, R. A. Rudder, R. J. Markunas, Electron. Lett. 24, 1134 (1988).

    Google Scholar 

  114. J. L. Freeouf, J. A. Silberman, S. L. Wright, S. Tawari, J. Batey, J. Vac. Sci. Technol. B 7, 854 (1989).

    Google Scholar 

  115. S. Tawari, S. L. Wright, J. Batey, IEEE Electron Device Lett. 9, 488 (1988).

    Google Scholar 

  116. A. Callegari, D. K. Sadana, D. A. Buchanan, A. Paccagnella, E. D. Marshall, M. A. Tischler, M. Norcoft, Appl. Phys. Lett. 58, 2540 (1991).

    Google Scholar 

  117. D. G. Park, M. Tao, J. Reed, K. Suzue, A. E. Botchkarev, Z. Fan, G. B. Gao, S. J. Chey, J. Van Nostrand, D. G. Cahill, H. Morkoç, J. Crys. Growth 150, 1275 (1995).

    Google Scholar 

  118. J. Ivanco, T. Kubota, H. Kobayashi, J. Appl. Phys. 97, 073712 (2005).

    Google Scholar 

  119. O. E. Tereshchenko, D. Paget, P. Chiaradia, J. E. Bonnet, F. Wiame, A. Taleb-Ibrahimi, Appl. Phys. Lett. 82, 4280 (2003).

    Google Scholar 

  120. Y. Sun, P. Pianetta, P.-T. Chen, M. Kobayashi, Y. Nishi, N. Goel, M. Garner, W. Tsai, Appl. Phys. Lett. 93, 194103 (2008).

    Google Scholar 

  121. W. M. Lau, R. N. S. Sodhi, S. Jin, S. Ingrey, N. Puetz, A. Springthorpe, J. Appl. Phys. 67, 768 (1990).

    Google Scholar 

  122. J. H. Thomas, III, G. Koganowicz, J. W. Robinson, J. Electrochem. Soc. 135, 1201 (1988).

    Google Scholar 

  123. S. J. Pearton, F. Ren, C. R. Abernathy, W. S. Hobson, T. R. Fullowan, R. Esagui, J. R. Lothian, Appl. Phys. Lett. 61, 586 (1992).

    Google Scholar 

  124. J. M. Orton, Y. Cordier, J. C. Garcia, D. Adam, C. Grattepain, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 5964 (1996).

    Google Scholar 

  125. E. O’Connor, R. D. Long, K. Cherkaoui, K. K. Thomas, F. Chalvet, I. M. Povey, M. E. Pemble, P. K. Hurley, B. Brennan, G. Hughes, S. B. Newcomb, Appl. Phys. Lett. 92, 022902 (2008).

    Google Scholar 

  126. B. Banse, J. Creighton, Appl. Phys. Lett. 60, 856 (1992).

    Google Scholar 

  127. C. Sasaoka, Y. Kato, A. Usui, Appl. Phys. Lett. 62, 2338 (1993).

    Google Scholar 

  128. K. Evans, R. Kaspi, J. Ehret, M. Skowronski, C. Jones, J. Vac. Sci. Tech. B 13, 1820 (1995).

    Google Scholar 

  129. K. Kukli, J. Aarik, M. Ritala, T. Uustare, T. Sajavaara, J. Lu, J. Sundqvist, A. Aidla, L. Pung, A. Harsta, M. Leskela, J. Appl. Phys. 96 (9), 5298 (2004).

    Google Scholar 

  130. R. Puurunen, M. Lindblad, A. Root, A. Krause, Phys. Chem. Chem. Phys. 3, 1093 (2001).

    Google Scholar 

  131. K. Kukli, M. Ritala, T. Sajavaara, J. Keinonen, M. Leskela, Chem. Vap. Dep. 8, 199 (2002).

    Google Scholar 

  132. P. D. Ye, G. D. Wilk, B. Yang, J. Kwo, H.-J. L. Gossmann, M. Hong, K. K. Ng, J. Bude, Appl. Phys. Lett. 84, 434 (2004).

    Google Scholar 

  133. D. Shahrjerdi, T. Rotter, G. Balakrishnan, D. Huffaker, E. Tutuc, S. K. Banerjee, IEEE Electron Device Lett. 29, 575 (2008).

    Google Scholar 

  134. N. Goel, P. Majhi, C. O. Chui, W. Tsai, D. Choi J. S. Harris, Appl. Phys. Lett. 89, 163517 (2006).

    Google Scholar 

  135. C. H. Chang, Y. K. Chiou, Y. C. Chang, K. Y. Lee, T. D. Lin, T. B. Wu, M. Hong, J. Kwo, Appl. Phys. Lett. 89, 242911 (2006).

    Google Scholar 

  136. M. Cho, D. Jeong, J. Park, H. Park, S. Lee, T. Park, C. Hwang, G. Jang, J. Jeong, Appl. Phys. Lett. 85, 5953 (2004).

    Google Scholar 

  137. G. K. Dalapati, Y. Tong, W. Y. Loh, H. K. Mun, B. J. Cho, IEEE Trans. Electron Device 54, 1831 (2007).

    Google Scholar 

  138. T. Yang, Y. Xuan, D. Zemlyanov, T. Shen, Y. W. Wu, J. M. Woodall, P. D. Ye, F. S. Aguirre-Tostado, M. Milojevic, S. McDonnell, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 91, 142122 (2007).

    Google Scholar 

  139. K. Kim, D. Farmer, J. -S. M. Lehn, P. V. Rao, R. Gordon, Appl. Phys. Lett. 89, 133512 (2006).

    Google Scholar 

  140. W. He, D. S. H. Chan, S. Kim, Y.-S. Kim, S.-T. Kim, B. J. Choc, J. Electrochem. Soc. 155(10), G189 (2008).

    Google Scholar 

  141. F. S. Aguirre-Tostado, M. Milojevic, B. Lee, J. Kim, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 93, 172907 (2008).

    Google Scholar 

  142. P. D. Ye, G. D. Wilk, B. Yang, J. Kwo, S. N. G. Chu, S. Nakahara, H.-J. L. Gossmann, J. P. Mannaerts, M. Hong, K. K. Ng, J. Bude, Appl. Phys. Lett., 83, 180 (2003).

    Google Scholar 

  143. P. D. Ye, G. D. Wilk, J. Kwo, B. Yang, H.-J. L. Gossmann, M. Frei, S. N. G. Chu, J. P. Mannaerts, M. Sergent, M. Hong, K. K. Ng, J. Bude, IEEE Electron Device Lett. 24, 209 (2003).

    Google Scholar 

  144. M. W. Hong, J. R. Kwo, P. J. Tsai, Y. C. Chang, M. L. Huang, C. P. Chen, T. D. Lin, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 46, 3167 (2007); and refs. therein.

    Google Scholar 

  145. M. M. Frank, G. D. Wilk, D. Starodub, T. Gustafsson, E. Garfunkel, Y. J. Chabal, J. Grazul, D. A. Muller, Appl. Phys. Lett. 86, 152904 (2005).

    Google Scholar 

  146. D. Shahrjerdi, E. Tutuc, S.K. Banerjee, Appl. Phys. Lett. 91, 063501 (2007).

    Google Scholar 

  147. C. Y. Kim, S. W. Cho, M.-H. Cho, K. B. Chung, C.-H. An, H. Kim, H. J. Lee, D.-H. Ko, Appl. Phys. Lett. 93, 192902 (2008).

    Google Scholar 

  148. J. C. Hackley, J. D. Demaree, T. Gougousi, Appl. Phys. Lett. 92, 162902 (2008).

    Google Scholar 

  149. T. Sawada H. Hasegawa, Thin Solid Films 56, 183 (1979).

    Google Scholar 

  150. H. Hasegawa T. Sawada, IEEE Trans. Electron Device 27, 1055 (1980).

    Google Scholar 

  151. D. Shahrjerdi, D. I. Garcia-Gutierrez, T. Akyol, S. R. Bank, E. Tutuc, J. C. Lee, S. K. Banerjee, Appl. Phys. Lett. 91, 193503 (2007).

    Google Scholar 

  152. J. P. de Souza, E. Kiewra, Y. Sun, A. Callegari, D. K. Sadana, G. Shahidi, D. J. Webb, J. Fompeyrine, R. Germann, C. Rossel, C. Marchiori, Appl. Phys. Lett. 92, 153508 (2008).

    Google Scholar 

  153. M. D. Pashley, K. W. Haberern, R. M. Feenstra, P. D. Kirchner, Phys. Rev. B 48, 4612 (1993).

    Google Scholar 

  154. D. Yan, E. Look, X. Yin, F. H. Pollak, J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 65, 186 (1994).

    Google Scholar 

  155. H.-L. Lu, L. Sun, S.-J. Ding, M. Xu, D. Wei Zhang, L.-K. Wang, Appl. Phys. Lett. 89, 152910 (2006).

    Google Scholar 

  156. R. L. Puurunena, J. Appl. Phys. 97, 121301 (2005).

    Google Scholar 

  157. M. J. Hale, J. Z. Sexton, D. L. Winn, A. C. Kummel, M. Erbudak, M. Passlack, J. Chem. Phys. 120, 5745 (2004), and refs. therein.

    Google Scholar 

  158. M. L. Huang, Y. C. Chang, C. H. Chang, T. D. Lin, J. Kwo, T. B. Wu, M. Hong, Appl. Phys. Lett. 89, 012903 (2006).

    Google Scholar 

  159. Y. Xuan, P. D. Ye, H. C. Lin, G. D. Wilk, Appl. Phys. Lett. 89, 132103 (2006).

    Google Scholar 

  160. Y. Xuan, P. D. Ye, H. C. Lin, G. D. Wilk, Appl. Phys. Lett. 88, 263518 (2006).

    Google Scholar 

  161. B. Shin, D. Choi, J. S. Harris, P. C. McIntyre, Appl. Phys. Lett. 93, 052911 (2008).

    Google Scholar 

  162. Y. Xuan, Y. Q. Wu, H. C. Lin, T. Shen, P. D. Ye, IEEE Electron Device Lett. 28, 935 (2007).

    Google Scholar 

  163. T. D. Lin, H. C. Chiu, P. Chang, L. T. Tung, C. P. Chen, M. Hong, J. Kwo, W. Tsai, Y. C. Wang, Appl. Phys. Lett. 93, 033516 (2008).

    Google Scholar 

  164. Y. Xuan, P. D. Ye, T. Shen, Appl. Phys. Lett. 91, 232107 (2007).

    Google Scholar 

  165. N. Li, E. S. Harmon, J. Hyland, D. B. Salzman, T. P. Ma, Y. Xuan, P. D. Ye, Appl. Phys. Lett. 92, 143507 (2008).

    Google Scholar 

  166. Y. C. Chang, M. L. Huang, K. Y. Lee, Y. J. Lee, T. D. Lin, M. Hong, J. Kwo, T. S. Lay, C. C. Liao, K. Y. Cheng, Appl. Phys. Lett. 92, 072901 (2008).

    Google Scholar 

  167. K. Y. Lee, Y. J. Lee, P. Chang, M. L. Huang, Y. C. Chang, M. Hong, J. Kwo, Appl. Phys. Lett. 92, 252908 (2008).

    Google Scholar 

  168. S. Koveshnikov, N. Goel, P. Majhi, H. Wen, M. B. Santos, S. Oktyabrsky, V. Tokranov, R. Kambhampati, R. Moore, F. Zhu, J. Lee, W. Tsai, Appl. Phys. Lett. 92, 222904 (2008).

    Google Scholar 

  169. N. Goel, D. Heh, S. Koveshnikov, I.Ok, S. Oktyabrsky, V. Tokranov, R. Kambhampati, M. Yakimov, Y. Sun, P. Pianetta, C. K. Gaspe, M. B. Santos, J. Lee, P. Majhi, W. Tsai, IEEE Int. Electron Device Meet. Tech. Dig. 363 (2008).

    Google Scholar 

  170. Y. Xuan, Y. Q. Wu, T. Shen, T. Yang, P. D. Ye, IEEE Int. Electron Device Meet. Tech. Dig. 637 (2007).

    Google Scholar 

  171. H. J. Oh, J. Q. Lin, S. J. Lee, G. K. Dalapati, A. Sridhara, D. Z. Chi, S. J. Chua, G. Q. Lo, D. L. Kwong, “Appl. Phys. Lett. 93, 062107 (2008).

    Google Scholar 

  172. H. Li, D. V. Shenai, R. Pugh, J. Kim, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1036 (2008).

    Google Scholar 

  173. D. Choia J. S. Harris, M. Warusawithana, D. G. Schlom, Appl. Phys. Lett. 90, 243505 (2007).

    Google Scholar 

  174. S. Koveshnikov, C. Adamo, V. Tokranov, M. Yakimov, R. Kambhampati, M. Warusawithana, D. G. Schlom, W. Tsai, S. Oktyabrsky, Appl. Phys. Lett. 93, 012903 (2008).

    Google Scholar 

  175. R. M. Wallace, G. D. Wilk, MRS Bull. 27(3), 192 (2002); and associated articles in that issue.

    Google Scholar 

  176. M. L. Huang, Y. C. Chang, C. H. Chang, Y. J. Lee, P. Chang, J. Kwo, T. B. Wu, M. Hong, Appl. Phys. Lett. 87, 252104 (2005).

    Google Scholar 

  177. C. H. Chang, Y. K. Chiou, Y. C. Chang, K. Y. Lee, T. D. Lin, T.B. Wu, M. Hong, J. Kwo, Appl. Phys. Lett. 89, 242911 (2006).

    Google Scholar 

  178. M. Milojevic, F. S. Aguirre-Tostado, C. L. Hinkle, H. C. Kim, E. M. Vogel, J. Kim, R. M. Wallace, Appl. Phys. Lett. 93, 202902 (2008).

    Google Scholar 

  179. C. L. Hinkle, M. Milojevic, E. M. Vogel, R. M. Wallace, Microelectronic Eng. 86, 1544 (2009).

    Google Scholar 

  180. B. Brennan, M. Milojevic, H. C. Kim, P. K. Hurley, J. Kim, G. Hughes, R. M. Wallace, Electrochem. Sol. St. Lett. 12, H205 (2009).

    Google Scholar 

  181. S. Oktyabrsky, V. Tokranov, M. Yakimov, R. Moorea, S. Koveshnikov, W. Tsai, F. Zhuc, J. C. Lee, Mater. Sci. Eng. B 135, 272 (2006).

    Google Scholar 

  182. R. J. W. Hill, D. A. J. Moran, X. Li, H. Zhou, D. Macintyre, S. Thoms, A. Asenov, P. Zurcher, K. Rajagopalan, J. Abrokwah, R. Droopad, M. Passlack, I. G. Thayne, IEEE Electron Device Lett. 28(12), 1080 (2007).

    Google Scholar 

  183. D. H. Kim, J. A. del Alamo, IEEE Electron Device Lett. 29(8), 830 (2008).

    Google Scholar 

  184. E. H. Nicollian, J. R. Brews, MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology. Wiley-Interscience, New York (1982).

    Google Scholar 

  185. M. Passlack, in Materials Fundamentals of Gate Dielectrics, edited by A. A. Demkov and A. Navrotsky (Springer, Dordrecht, 2005), p. 403.

    Google Scholar 

  186. M. Passlack, R. Droopad, Z. Yu, Member, N. Medendorp, D. Braddock, Senior Member, X. W. Wang, T. P. Ma, T. Büyüklimanli, IEEE Electron. Device. Lett. 29, 1191 (2008).

    Google Scholar 

  187. K. Martens, W. Wang, K. De Keersmaecker, G. Borghs, G. Groeseneken, H. Maes, Microelectron. Eng. 84, 2146 (2007).

    Google Scholar 

  188. G. Brammertz, K. Martens, S. Sioncke, A. Delabie, M. Caymax, M. Meuris, M. Heyns, Appl. Phys. Lett. 91, 133510 (2007).

    Google Scholar 

  189. G. Brammertz, H.-C. Lin, K. Martens, D. Mercier, S. Sioncke, A. Delabie, W. E. Wang, M. Caymax, M. Meuris, M. Heyns, Appl. Phys. Lett. 93, 183504 (2008).

    Google Scholar 

  190. G. Brammertz, H. C. Lin, K. Martens, D. Mercier, C. Merckling, J. Penaud, C. Adelmann, S. Sioncke, W. E. Wang, M. Caymax, M. Meuris, M. Heyns, J. Electrochem. Soc. 155, H945 (2008).

    Google Scholar 

  191. G. Brammertz, H. C. Lin, K. Martens, D. Mercier, C. Merckling, J. Penaud, C. Adelmann, S. Sioncke, W. E. Wang, M. Caymax, M. Meuris, M. Heyns, ECS. Trans. 16, 507 (2008).

    Google Scholar 

  192. H. Hasegawa, T. Sawada, Surf. Sci. 98, 597 (1980).

    Google Scholar 

  193. H. Hasegawa, L. He, H. Ohno, T. Sawada, T. Haga, Y. Abe, H. Takahashi, J. Vac. Sci. Technol. B 5, 1097 (1987).

    Google Scholar 

  194. E. M. Vogel, V. Misra, in Handbook of Silicon Semiconductor Metrology, edited by A. C. Diebold, p. 59, Marcel Dekker, Austin (2001).

    Google Scholar 

  195. P. D. Ye, G. D. Wilk, B. Yang, J. Kwo, H. J. L. Gossmann, M. Frei, J. P. Mannaerts, M. Sergent, M. Hong, K. K. Ng, J. Bude, J. Elec. Matl. 33, 912 (2004).

    Google Scholar 

  196. H. S. Kim, I. Ok, M. Zhang, T. Lee, F. Zhu, L. Yu, J. C. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 222903 (2006).

    Google Scholar 

  197. E. M. Vogel, C. A. Richter, B. G. Rennex, Sol. St. Elecs. 47, 1589 (2003).

    Google Scholar 

  198. H. Preier, Appl. Phys. Lett. 10, 361 (1967).

    Google Scholar 

  199. H. Hasegawa, M. Akazawa, H. Ishii, K. Matsuzaki, J. Vac. Sci. Technol. B 7, 870 (1989).

    Google Scholar 

  200. J. L. Freeouf, D. A. Buchanan, S. L. Wright, T. N. Jackson, B. Robinson, Appl. Phys. Lett. 57, 1919 (1990).

    Google Scholar 

  201. C. L. Hinkle, M. Milojevic, E. M. Vogel, R. M. Wallace, Microelectron Eng. 86, 1544 (2009).

    Google Scholar 

  202. Z. Yu, C. D. Overgaard, R. Droopad, M. Passlack, J. K. Abrokwah, Appl. Phys. Lett. 82, 2978 (2003).

    Google Scholar 

  203. C. L. Hinkle, A. M. Sonnet, R. A. Chapman, E. M. Vogel, IEEE Electron Device Lett. 30, 316–319 (2009).

    Google Scholar 

  204. É. O’Connor, S. Monaghan, R. D. Long, A. O’ Mahony, I. M. Povey, K. Cherkaoui, M. E. Pemble, G. Brammertz, M. Heyns, S. B. Newcomb, V. V. Afanas’ev, P. K. Hurley, Appl. Phys. Lett. 94, 102902 (2009).

    Google Scholar 

  205. M. E. Levinshtein, S. L. Rumyantsev, in Handbook Series in Semiconductor Parameters, Vol 1, World Scientific, Singapore (1996), p. 77.

    Google Scholar 

  206. Y. A. Goldberg, N. M. Shmidt, in Handbook Series in Semiconductor Parameters, Vol 2, World Scientific, Singapore (1999), p. 62.

    Google Scholar 

Download references

Acknowledgements

The authors gratefully acknowledge the discussions with our colleagues actively working in this field: G. Brammertz, R.A. Chapman, K.J. Cho, K.J. Choi, L. Colombo, A. Craven, N. Goel, P. Hurley, G. Hughes, H.C. Kim, J. Kim, A. Kummel, P. Mahji, P. Longo, P.C. McIntyre, S. Oktyabrsky, M. Passlack, F.S. Tostado-Agurirre, I. Thayne and P.D. Ye. The hard work and dedication of our student colleagues is also acknowledged: B. Brennan, R. Conteras, R. Galatage, M. Jivani, B. Lee, S. McDonnell, E. O’Conner, A. Sonnet, and W. Wang. This work is supported by the MARCOSRC Focus Center on Materials, Structures, and Devices, and the NIST Semiconductor Electronics Division.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Department of Materials Science and Engineering, University of Texas at Dallas, 75044, Richardson, Texas, USA

    Robert M. Wallace

Authors
  1. Marko Milojevic
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Christopher L. Hinkle
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Eric M. Vogel
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. Robert M. Wallace
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Robert M. Wallace .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. College of Nanoscale Science &, University at Albany - SUNY, Fuller Road 255, Albany, 12203, U.S.A.

    Serge Oktyabrsky

  2. Birck Nanotechnology Center, Purdue University, W. State Street 1205, West Lafayette, 47907-2057, U.S.A.

    Peide Ye

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2010 Springer Science+Business Media, LLC

About this chapter

Cite this chapter

Milojevic, M., Hinkle, C., Vogel, E., Wallace, R. (2010). Interfacial Chemistry of Oxides on III-V Compound Semiconductors. In: Oktyabrsky, S., Ye, P. (eds) Fundamentals of III-V Semiconductor MOSFETs. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1547-4_6

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1547-4_6

  • Published:

  • Publisher Name: Springer, Boston, MA

  • Print ISBN: 978-1-4419-1546-7

  • Online ISBN: 978-1-4419-1547-4

  • eBook Packages: EngineeringEngineering (R0)

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation