Влияние отжига на формирование high-$k$ диэлектрика в системе W/ультратонкий HfO$_2$/Si-подложка

Методом высокочастотного магнетронного распыления изготовлены структуры W(150 nm)/HfO$_2$(5 nm)/Si(100), которые затем отжигались либо при 500$^\circ$C в вакууме в течение 30 min, либо при 950$^\circ$C в атмосфере аргона 12 s. Исследования вольт-фарадных характеристик структур показали, что высокотемпературный отжиг приводит к снижению максимальной удельной емкости в области аккумуляции (от 4.8 $\cdot$ 10$^{-6}$ до 3.2 $\cdot$ 10$^{-6}$ F/cm$^2$) и диэлектрической проницаемости (от 27 до 23). С помощью времяпролетной вторично-ионной масс-спектрометрии установлено, что в ходе отжига наблюдается рост оксидной фазы WO$_x$ на границе раздела W/HfO$_2$ и силикатной фазы HfSi$_x$O$_y$ на границе раздела HfO$_2$/Si (100); при этом общая толщина оксидного слоя переходного состава превысила на 30% толщину исходной пленки HfO$_2$.