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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2008-06-10 11:20 TiAlN/HfSiONゲートスタックにおけるX線光電子分光分析 ～ Al拡散による実効仕事関数変化の緩和 ～ ○大田晃生・森 大樹・吉永博路・宮崎誠一（広島大）・門島 勝・奈良安雄（半導体先端テクノロジーズ）  SDM2008-52 エレソ技報アーカイブへのリンク：SDM2008-52 |
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| 抄録 | （和） | 厚さ~2.5nmのHfSiON膜をSiO2(~1nm)/Si(100)上に形成後、仕事関数制御メタルとして厚さ~30nmのTiAlN(Ti:Al=75:25) およびTiNを堆積し、1000°Cで熱処理を行った。ウェットエッチングにより基板Siを除去後、絶縁膜越しTiAlNおよびTiNゲートの実効仕事関数値を光電子信号の低運動エネルギー(高結合エネルギー端)のしきい値から評価した。その結果、熱処理前は4.80eVであったTiAlNの実効仕事関数値が、1000°C熱処理によって4.71eVに低下することが明らかになった。一方、1000°C熱処理したTiNの実効仕事関数値は4.51eVで、表面側から測定したTiNおよびTiAlNの仕事関数値が~4.85eV程度でほぼ同等であることから、TiNに比べ、TiAlNでは1000°C熱処理による実効仕事関数値の低下量は緩和することが分った。内殻光電子スペクトル分析において、1000°C熱処理によりTi-N-Al結合成分の減少とAl-O結合成分の増大が認められ、実効仕事関数値の低下量の緩和は、TiAlNゲートからHfSiON層にAlおよびN原子が拡散・混入したことに起因すると考えられる。 |
| （英） | ~30nm-thick TiAlN and TiN gate were deposited on HfSiON/SiO2/Si(100) stack structure and followed by anneal at 1000ºC. After complete removal of Si(100) substrate, the chemical bonding features and effective work function of TiAlN or TiN gate were directly evaluated through the dielectric layer from the back side by high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). And we found that the effective work function of TiAlN on HfSiON/SiO2(1nm) was decreased by 90meV from 4.80 with 1000ºC anneal while the effective work function value of TiN on HfSiON was decreased down to 4.51eV by 1000ºC anneal. The result implies that Al diffusion into HfSiON from TiAlN gate plays a role on the suppression of the work function change with 1000ºC anneal. In fact, the analyses of core-line spectra of TiAlN/HfSiON stack structure confirm that a decrease of Ti-Al-N bonding units and an increase of Al-O bonding units by 1000ºC anneal. Thus, the effective suppression of work function change by using the TiAlN gate can be interpreted in terms of the diffusion and incorporation of Al and N atoms into the HfSiON layer. | |
| キーワード | （和） | Metal/High-k ゲートスタック / TiAlN / HfSiON / 実効仕事関数 / X線光電子分光法 / / / |
| （英） | Metal/High-k Gate Stack / TiAlN / HfSiON / Effective Work Function / X-ray photoelectron spectroscopy / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 108, no. 80, SDM2008-52, pp. 59-64, 2008年6月. | |
| 資料番号 | SDM2008-52 | |
| 発行日 | 2008-06-02 (SDM) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SDM2008-52 エレソ技報アーカイブへのリンク：SDM2008-52 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
| 開催期間 | 2008-06-09 - 2008-06-10 |
| 開催地（和） | 東京大学(生産研 An棟) |
| 開催地（英） | An401・402, Inst. Indus. Sci., The Univ. of Tokyo |
| テーマ（和） | ゲート絶縁膜、容量膜、機能膜およびメモリ技術 (応用物理学会、シリコンテクノロジ分科会、第101回研究集会「ゲートスタック構造の新展開：高移動度チャネル技術を中心に）」との合同開催） |
| テーマ（英） | Science and Sci. & Technol. for Thin Dielectrics for MIS Devices |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SDM |
| 会議コード | 2008-06-SDM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | TiAlN/HfSiONゲートスタックにおけるX線光電子分光分析 |
| サブタイトル（和） | Al拡散による実効仕事関数変化の緩和 |
| タイトル（英） | XPS Study of TiAlN/HfSiON Gate Stack |
| サブタイトル（英） | Reduction of Effective Work Function Change Induced by Al Diffusion |
| キーワード(1)（和/英） | Metal/High-k ゲートスタック / Metal/High-k Gate Stack |
| キーワード(2)（和/英） | TiAlN / TiAlN |
| キーワード(3)（和/英） | HfSiON / HfSiON |
| キーワード(4)（和/英） | 実効仕事関数 / Effective Work Function |
| キーワード(5)（和/英） | X線光電子分光法 / X-ray photoelectron spectroscopy |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大田 晃生 / Akio Ohta / オオタ アキオ |
| 第1著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 森 大樹 / Taiki Mori / モリ タイキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 吉永 博路 / Hiromichi Yoshinaga / ヨシナガ ヒロミチ |
| 第3著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮崎 誠一 / Seiichi Miyazaki / ミヤザキ セイイチ |
| 第4著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 門島 勝 / Masaru Kadoshima / カドシマ マサル |
| 第5著者 所属（和/英） | (株)半導体先端テクノロジーズ (略称： 半導体先端テクノロジーズ) Semiconductor Leading Edge Technologies. Inc (略称： Selete) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） | 奈良 安雄 / Yasuo Nara / ナラ ヤスオ |
| 第6著者 所属（和/英） | (株)半導体先端テクノロジーズ (略称： 半導体先端テクノロジーズ) Semiconductor Leading Edge Technologies. Inc (略称： Selete) |
| 第7著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2008-06-10 11:20:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SDM |
| 資料番号 | SDM2008-52 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | no.80 |
| ページ範囲 | pp.59-64 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2008-06-02 (SDM) |
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