Octadecyltrichlorosilane monolayers as ultrathin gate insulating films in metal-insulator-semiconductor devices

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  • P. Fontaine
    Institut d’Electronique et de Microélectronique du Nord (IEMN), UMR 9929, CNRS, Institut Supérieur d’Electronique du Nord (ISEN), 41 Boulevard Vauban, 59046 Lille Cedex, France
  • D. Goguenheim
    Institut d’Electronique et de Microélectronique du Nord (IEMN), UMR 9929, CNRS, Institut Supérieur d’Electronique du Nord (ISEN), 41 Boulevard Vauban, 59046 Lille Cedex, France
  • D. Deresmes
    Institut d’Electronique et de Microélectronique du Nord (IEMN), UMR 9929, CNRS, Institut Supérieur d’Electronique du Nord (ISEN), 41 Boulevard Vauban, 59046 Lille Cedex, France
  • D. Vuillaume
    Institut d’Electronique et de Microélectronique du Nord (IEMN), UMR 9929, CNRS, Institut Supérieur d’Electronique du Nord (ISEN), 41 Boulevard Vauban, 59046 Lille Cedex, France
  • M. Garet
    Laboratoire de Physico-Chimie des Surfaces et Interfaces, URA 1379, CNRS, Institut Curie-Section Physique et Chimie, 11 rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris Cedex 5, France
  • F. Rondelez
    Laboratoire de Physico-Chimie des Surfaces et Interfaces, URA 1379, CNRS, Institut Curie-Section Physique et Chimie, 11 rue Pierre et Marie Curie, 75231 Paris Cedex 5, France

書誌事項

公開日
1993-05-03
DOI
  • 10.1063/1.109433
公開者
AIP Publishing

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<jats:p>In order to fabricate metal-insulator-semiconductor (MIS) devices with gate insulating films thinner than 5.0 nm, organic monolayers have been grafted on the native oxide layer of silicon wafers. We demonstrate that a single monolayer of octadecyltrichlorosilane with a 2.8 nm thickness allows to fabricate a silicon based MIS device with gate current density as low as 10−8 A/cm2 at 5.8 MV/cm, insulator charge density lower than 1010 cm−2, fast interface state density of the order of 1011 cm−2 eV−1, and dielectric breakdown field as high as 12 MV/cm. Moreover, this insulating film is thermally stable up to 450 °C.</jats:p>

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