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膜の厚さの関数として、原子層堆積（ALD）によってINPで成長したHFO2薄膜の構造的特性と界面反応に対する事後誘導の影響を調査しました。600°CでのNH3蒸気（PDN）の下での堆積後アニーリングにより、HFO2/INP界面で形成されたINN層、およびイオン化されたNHXがHFO2フィルムに組み込まれました。HFO2/INPの窒化に起因する構造的変化は、膜の厚さ（つまり、薄い（2 nm）HFO2/INP界面で形成されたH-innの単結晶界面層であるが、厚い状態で形成されたアモルファスインレイヤーに依存することを実証します。（> 6 nm）HFO2/INPインターフェイス）。その結果、HFO2の四角形構造は、界面のINN層がHFO2とINPの間の界面株を緩和したため、四角形と単眼の混合構造に変換されました。600°CのHFO2/INPでの堆積後アニーリング（PDA）中に、拡散酸素不純物と拡散したINP基質要素の間の界面反応の結果として、多数の酸化状態が生成されました。ただし、600°CでのHFO2/INP構造のPDNの場合、HFO2フィルムに窒素が組み込まれた場合、原子とPの拡散が効果的にブロックされ、酸化状態の形成が抑制されました。したがって、INPのバンドギャップ内の界面欠陥状態（DIT）の数は大幅に減少し、DFT計算によってもサポートされていました。HFO2/INPの界面インは、電子バリアの高さを〜0.6 eVに増加させ、2 Vを超えるゲート電圧領域で低漏れ電流密度を引き起こしました。
膜の厚さの関数として、原子層堆積（ALD）によってINPで成長したHFO2薄膜の構造的特性と界面反応に対する事後誘導の影響を調査しました。600°CでのNH3蒸気（PDN）の下での堆積後アニーリングにより、HFO2/INP界面で形成されたINN層、およびイオン化されたNHXがHFO2フィルムに組み込まれました。HFO2/INPの窒化に起因する構造的変化は、膜の厚さ（つまり、薄い（2 nm）HFO2/INP界面で形成されたH-innの単結晶界面層であるが、厚い状態で形成されたアモルファスインレイヤーに依存することを実証します。（> 6 nm）HFO2/INPインターフェイス）。その結果、HFO2の四角形構造は、界面のINN層がHFO2とINPの間の界面株を緩和したため、四角形と単眼の混合構造に変換されました。600°CのHFO2/INPでの堆積後アニーリング（PDA）中に、拡散酸素不純物と拡散したINP基質要素の間の界面反応の結果として、多数の酸化状態が生成されました。ただし、600°CでのHFO2/INP構造のPDNの場合、HFO2フィルムに窒素が組み込まれた場合、原子とPの拡散が効果的にブロックされ、酸化状態の形成が抑制されました。したがって、INPのバンドギャップ内の界面欠陥状態（DIT）の数は大幅に減少し、DFT計算によってもサポートされていました。HFO2/INPの界面インは、電子バリアの高さを〜0.6 eVに増加させ、2 Vを超えるゲート電圧領域で低漏れ電流密度を引き起こしました。
We investigated the effects of postnitridation on the structural characteristics and interfacial reactions of HfO2 thin films grown on InP by atomic layer deposition (ALD) as a function of film thickness. By postdeposition annealing under NH3 vapor (PDN) at 600 °C, an InN layer formed at the HfO2/InP interface, and ionized NHx was incorporated in the HfO2 film. We demonstrate that structural changes resulting from nitridation of HfO2/InP depend on the film thickness (i.e., a single-crystal interfacial layer of h-InN formed at thin (2 nm) HfO2/InP interfaces, whereas an amorphous InN layer formed at thick (>6 nm) HfO2/InP interfaces). Consequently, the tetragonal structure of HfO2 transformed into a mixture structure of tetragonal and monoclinic because the interfacial InN layer relieved interfacial strain between HfO2 and InP. During postdeposition annealing (PDA) in HfO2/InP at 600 °C, large numbers of oxidation states were generated as a result of interfacial reactions between interdiffused oxygen impurities and out-diffused InP substrate elements. However, in the case of the PDN of HfO2/InP structures at 600 °C, nitrogen incorporation in the HfO2 film effectively blocked the out-diffusion of atomic In and P, thus suppressing the formation of oxidation states. Accordingly, the number of interfacial defect states (Dit) within the band gap of InP was significantly reduced, which was also supported by DFT calculations. Interfacial InN in HfO2/InP increased the electron-barrier height to ∼0.6 eV, which led to low-leakage-current density in the gate voltage region over 2 V.
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