Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
AD
Annelies Delabie
Author with expertise in Thin-Film Solar Cell Technology
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(0% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
41
/
i10-index:
121
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Low-Temperature Dechlorosilylation Chemistry for Area-Selective Deposition of Ge2Sb2Te5 and Its Mechanism in Nanopatterns

Jyoti Sinha et al.Jun 11, 2024
Area-selective deposition (ASD) is a bottom-up patterning technique that is of interest for nanoprocessing and next-generation semiconductor device manufacturing. This work demonstrates the great potential of dechlorosilylation chemistry for ASD through the example of Ge2Sb2Te5 (GST), a promising phase change material for storage class memory (SCM) applications. The fabrication of SCM devices may be facilitated by ASD as it involves complex nanoscale three-dimensional structures. We therefore investigate GST ASD on a TiN growth area with SiO2 as a nongrowth area. A selectivity of >0.9 is maintained up to âˆ¼45 nm of GST by using a single reaction of an aminosilane small molecule inhibitor in combination with GST atomic layer deposition (ALD) with GeCl2·C4H8O2, SbCl3, and Te[(CH3)3Si]2 as precursors at 70 Â°C. The high selectivity is maintained for much thicker films compared to that of previously investigated ALD chemistries that use other precursors and O2, H2O, or NH3 co-reagents in combination with the same inhibitor. Interestingly, the selectivity, the ideal 2:2:5 composition, and the amorphous phase of Ge2Sb2Te5 are maintained during ASD on SiO2/TiN line patterns with a half-pitch of 45 nm. A careful study of the growth evolution suggests that the growth mechanism for ASD on these nanopatterns relies on diffusion in addition to adsorption, indicating that diffusion-mediated selective deposition is not limited to metal ASD processes such as those of Ru and Pt. We propose that the combination of the ALD dechlorosilylation chemistry with passivation approaches including small molecule inhibitors creates a promising avenue for expanding the ASD material space to a wide range of new materials, enabling new applications for ASD in nanoelectronics, nanoprocessing, catalysis, etc.
0

Top-Gate Stack Engineering Featuring a High-κ Gadolinium Aluminate Interfacial Layer for Field-Effect Transistors Based on Two-Dimensional Transition-Metal Dichalcogenides

Ziyun Lin et al.May 24, 2024
Atomic layer deposition (ALD) of gate dielectrics on two-dimensional transition-metal dichalcogenides (2D TMDs) is challenging due to their chemically inert surfaces. Although various surface pretreatments can form nucleation sites to facilitate the precursor adsorption, preserving 2D TMDs during the pretreatments and maintaining gate stack quality with the weak 2D TMD/dielectric interface become the main concerns. In this work, we combine physisorbed-precursor-assisted (PPA)-ALD to minimize damage to 2D TMDs with a second interfacial layer for performance enhancement. Ultrathin GdAlO3 interlayers are integrated into 2D TMD gate stacks with PPA-ALD AlOx seeding layers and HfO2 top dielectrics. Further, 1-nm-thick and pinhole-free GdAlO3 can be deposited on AlOx-seeded monolayer (1L) WS2 by ALD at 250 Â°C. The material properties of 1L WS2 are preserved, as confirmed by Raman spectroscopy. After the GdAlO3 layer insertion, 1L MoS2 dual-gate (DG) field-effect transistors (FETs) show improved subthreshold swing (SS), field-effect mobility, and Id–Vg hysteresis without compromising the capacitance-equivalent thickness (CET). The proposed strategy is wafer-scale compatible and extendable to the future nanosheet gate-all-around structures.
0

Substrate induced composition change during Ge2Sb2Te5 atomic layer deposition and study of initial reactions on SiO2 surface

Jyoti Sinha et al.Nov 15, 2024
Ge2Sb2Te5 (GST) is a well-known phase change material used in nonvolatile memory devices, photonics, and nonvolatile displays. This study investigates the impact of precursor sequence during atomic layer deposition (ALD) of GST from GeCl2.C4H8O2, SbCl3, and Te[(CH3)3Si]2 on Si/SiO2 substrates, focusing on growth per cycle, morphology, and composition along with initial precursor reactions on the substrate. We found that while thick layers approach stoichiometric Ge2Sb2Te5, a Ge-rich interfacial layer is initially formed, regardless of the binary ALD sequence used to start the deposition (GeTe vs Sb2Te3). Starting the ALD process with the GeTe-Sb2Te3 sequence results in a higher Ge content near the GST/SiO2 interface compared to the Sb2Te3-GeTe sequence. To understand these phenomena, we examine the initial precursor reactions on the SiO2 substrate by total reflection x-ray fluorescence spectrometry. The analysis reveals that SbCl3 exhibits lower reactivity with the SiO2 substrate than GeCl2.C4H8O2, and not all Ge adspecies react with the Te[(CH3)3Si]2 precursors. Additionally, the impact of the initial SiO2 surface on deposition extends over several ALD cycles, as the SiO2 surface only gradually gets covered by GST due to island growth. These processes contribute to the formation of a Ge-rich GST layer at the interface, irrespective of the precursor pulse sequence. These insights from the study may contribute to optimizing the initial deposition stages of GST and other ternary ALD processes to enable better composition control and enhanced device performance.