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Oxidation effects on transport characteristics of nanoscale MOS capacitors with an embedded layer of silicon nanocrystals obtained by low energy ion implantation

Authors :
Alain Claverie
Gérard Benassayag
H. Coffin
Caroline Bonafos
S. Schamm
Majid Shalchian
S.M. Atarodi
Jérémie Grisolia
Laboratoire de Nanophysique Magnétisme et Optoélectronique (LNMO)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)
Sharif University of Technology [Tehran] (SUT)
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Nanophysique Magnétisme et Optoélectronique ( LNMO )
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA )
Sharif University of Technology [Tehran] ( SUT )
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Source :
Materials Science and Engineering: B, Materials Science and Engineering: B, 2005, 124, pp.494-498. ⟨10.1016/j.mseb.2005.08.082⟩, Materials Science and Engineering: B, Elsevier, 2005, 124, pp.494-498. 〈10.1016/j.mseb.2005.08.082〉, Materials Science and Engineering: B, Elsevier, 2005, 124, pp.494-498. ⟨10.1016/j.mseb.2005.08.082⟩
Publication Year :
2005
Publisher :
HAL CCSD, 2005.

Abstract

International audience; In this paper, we have studied the effect of annealing under slightly oxidizing ambient (N2 + O2) on the structural and electrical characteristics of a limited number of silicon nanoparticles embedded in an ultra-thin SiO2 layer. These nanoparticles were synthesized by ultra-low energy (1 keV) ion implantation and annealing. Material characterization techniques including transmission electron microscopy (TEM), Fresnel imaging and spatially resolved electron energy loss spectroscopy (EELS) have been used to evaluate the effects of oxidation on structural characteristics of nanocrystal layer. Electrical transport characteristics have been measured on less than one hundred nanoparticles by exploiting a nanoscale MOS capacitor as a probe. Top electrode of this nanoscale capacitor (100 nm × 100 nm) was patterned over the samples by electron-beam nanolithography. Room temperature I–V characteristics of these structures exhibit discrete current peaks, which have been interpreted by quantized charging of the nanoparticles and electrostatic interaction between the trapped charges and the tunneling current. The effects of progressive oxidation on these current features has been studied and discussed.

Details

Language :
English
ISSN :
09215107
Database :
OpenAIRE
Journal :
Materials Science and Engineering: B, Materials Science and Engineering: B, 2005, 124, pp.494-498. ⟨10.1016/j.mseb.2005.08.082⟩, Materials Science and Engineering: B, Elsevier, 2005, 124, pp.494-498. 〈10.1016/j.mseb.2005.08.082〉, Materials Science and Engineering: B, Elsevier, 2005, 124, pp.494-498. ⟨10.1016/j.mseb.2005.08.082⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6dd1b215c9ddd68c48eaac9c05c0566f
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.mseb.2005.08.082⟩