SiO2_{2}/Si Interfacial Degradation and the Role of Oxygen Interstitials

High temperature annealing of Si/SiO$_{2}$/Si structures in inert atmospheres is known to result in degradation of the oxide layer and electron and hole trap creation. We review our understanding of the basic mechanisms active in such structures that can result in point defect generation. Using electron spin resonance and infra-red absorption data, we demonstrate that in low oxygen content Si substrates (float zone) annealing of Si/SiO$_{2}$/Si structures at high temperatures results in a gettering of oxygen from the oxide into interstitial sites in the Si substrate. Oxygen vacancy centres are left in the oxyde. This behaviour is well accounted for by a diffusion model in which oxygen diffuses out of the oxide, into the Si, the driving force this motion is the temperature dependent solubility limit of oxygen in Si. This mechanism should be active in float zone substrates for essentially all temperatures $\gtrsim 700~^{\circ}$C. For high oxygen content substrates (Czochralski grown) we also observe oxygen vacancy creation in the oxide when very high temperature annealing is performed ($\sim 1320~^{\circ}$C). However, for these substrates at lower temperatures which are more “technological” ($\sim 1000~^{\circ}$C) we anticipate that dissolved O interstitial diffusion to the Si/SiO$_{2}$ interface and percipitation of SiO$_{2}$ platelets in the bulk will be the prime mechanisms to be considered.Il est connu que le recuit haute température des structures Si/SiO$_{2}$/Si dans un atmosphère inerte conduit à la dégradation de la couche d'oxyde et à la création de pièges à électrons et à trous. Nous passons en revue les mécanismes fondamentaux qui peuvent engendrer des défauts. À partir des résultats d'expérience de résonance paramagnétique électronique et d'absorption infrarouge nous montrons que pour des substrats à faible concentration en oxygène (float zone) il y a des atomes d'oxygène qui quittent l'oxyde et qui diffusent dans le substrat Si sous forme d'interstitiel lors du recuit des structures Si/SiO$_{2}$/Si. Il reste alors des lacunes d'oxygène dans l'oxyde. Ce processus est bien écrit par un modèle de diffusion dans lequel l'oxygène quitte l'oxyde et diffuse dans le silicium. La force motrice de cette diffusion résulte de la limite de solubilité de l'oxygène dans Si qui varie avec la température. Ce mécanisme est particulièrement actif pour les substrats “float zone” à partir de $\sim 700~^{\circ}$C. Pour des substrats à forte concentration en oxygène (type Czochralski) nous observons la création de lacunes d'oxygène dans l'oxyde quand la température du recuit est très élevée ($\sim 1320~^{\circ}$C). Dans les substrats à plus faibles température ($\sim 1000~^{\circ}$C) les interstitiels d'oxigène déjà présents dans le Si diffusent vers l'interface Si/SiO$_{2}$ ou se précipitent sous forme de plaquettes de SiO$_{2}$ dans le volume du substrat. Une dégradation de l'interface est aussi envisagée pour ces substrats

On the spin-orbit scattering of conduction electrons in dilute non-magnetic alloys

Various predictions of a complete theory for spin flip scattering of conduction electrons in a binary alloys are discussed. It is shown that under certain approximations, the spin flip scattering produced by impurities in a metal is proportional to the difference in individual spin-orbit splittings of impurity and host. The theory is also shown to predict significant scattering due to the presence of spin-orbit holes. Satisfactory agreement is found with experiment for the scattering produced by Li in Cu and in Na and for Cu row impurities in Cu.Un certain nombre de résultats de la théorie de la diffusion de spin des électrons de conduction dans un alliage binaire sont présentés. 11 est possible de montrer que la diffusion de spin due aux impuretés est proportionnelle à la différence des potentiels de diffusion de chacun des éléments. La théorie permet de prévoir une diffusion importante même dans le cas d'un «trou spin-orbite ». L'accord entre la théorie et les résultats expérimentaux dans le cas des systèmes Li-Cu et Li-Na est satisfaisant ainsi que dans le cas des éléments de la ligne 4 du tableau de Mendeleiev dispersés dans le Cu

Microscopic and macroscopic effect of substitution of Dy in DyAl2 by trivalent rare-earth ions (Sc, Y, La, Lu)

Le champ hyperfin sur le noyau 163Dy a été étudié par résonance magnétique nucléaire dans les composés intermétalliques Dy0.9M0.1Al2 (M = Se, Y, La, Lu) dans la phase ferromagnétique. Cette étude a pour but de déterminer la perturbation produite par la substitution, sur le champ moléculaire et le champ cristallin. Les effets observés sont analysés en tenant compte des mesures de rayons X ainsi que des températures de Curie.The hyperfine field at the 163Dy nucleus in ferromagnetic Dy0.9M0.1Al2 (M = Sc, Y, La, Lu) inter-metallic compounds has been studied by nuclear magnetic resonance, with the aim of determining the perturbation of the molecular and crystal fields produced by substitution. The observed perturbations are discussed taking into account X ray and Curie temperature measurements

Charge trapping in and electrical properties of pulsed laser deposited Sm2O3 films

The electrical properties of pulsed laser deposited Sm2O3 films have been studied. The dielectric constants are 9.6 and 12.8 for samples deposited at 400 and 683\u2009\ub0C, respectively. The presence of substantial densities of mobile positive charge and significant negative charge trapping has been evidenced. The leakage current densities are, typically, 10 124 A\u2009cm 122 for electric fields 3c0.24\u2002MV\u2009cm 121.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye

Millitorr range PECVD of a-SiO2 films using TEOS and oxygen

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Millitorr range PECVD of a-SiO2 films using TEOS and oxygen

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Electrical properties of Ta2O5 films obtained by plasma enhanced chemical vapor deposition using TaF5 source

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Determination through symmetry arguments of the various contributions to the self polarisation field at rare earth nuclei in cubic compounds

La R.M.N. des noyaux de terre rare dans les composés cubiques TR-X2 a montré que le champ de self polarisation, Hsp, contribue notablement au champ total hyperfin au niveau des noyaux. Les interactions d'échange anisotropes entre les moments magnétiques ordonnés des terres rares et les électrons de conduction donnent lieu à des polarisations à la fois orbitales et de spin des bandes de conduction. Ces polarisations se reflètent ensuite dans Hsp par l'intermédiaire des interactions hyperfines orbitale, dipôle-dipôle magnétique et de contact ou de polarisation de cœur. Vu la complexité du problème, on utilise des arguments de symétrie pour déterminer les paramètres indépendants du problème.NMR of the rare earth nuclei in cubic RE-X2 compounds has shown that the self polarisation field, Hsp, gives an important contribution to the total hyperfine field at the RE nuclei. Both orbital and spin polarisations of the conduction bands arise through anisotropic exchange interaction between the ordered magnetic moments of the rare earth and the conduction electrons. These polarisations are further reflected through orbital, magnetic dipole dipole and contact or core polarisation terms in Hsp. Due to the complexity of the problem, group symmetry arguments are used to determine the independant parameters of the problem for cubic compounds

Electric field dependent paramagnetic defect creation in single step implanted SIMOX films

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Effets de la dose d'ionisation x ou gamma dans la silice vitreuse et les oxydes enterres 'silicium sur isolant' par etude des charges piegees et des defauts paramagnetiques

SIGLEAvailable at INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : RM 1552 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc