講演抄録/キーワード |
講演名 |
2009-06-19 13:20
ラジカル窒化法によるHigh-k/Ge界面構造制御 ○加藤公彦・近藤博基・坂下満男・財満鎭明(名大) SDM2009-33 エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2009-33 |
抄録 |
(和) |
高移動度Geチャネルを有するmetal-oxide-semiconductor (MOS) 型トランジスタの実現に向け、熱処理や溶液処理に対してロバストな高誘電率金属酸化膜/Ge構造の構築が求められている。本研究では、高誘電率金属酸化膜/Ge構造における界面層として期待されるGe<sub>3</sub>N<sub>4</sub>膜に関し、ラジカル窒化法による形成過程を明らかにし、更にPr酸化膜/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge構造の電気的特性を評価した。ラジカル窒化法では、50-600°Cの広い温度範囲でStoichiometryなGe<sub>3</sub>N<sub>4</sub>が形成された。一方、飽和膜厚の窒化温度依存性は窒化温度によって異なり、Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>形成に支配的な拡散種が異なると考えられる。またAu/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge 構造におけるリーク電流密度は、窒化温度300°C において最も小さいことがわかった。ラジカル窒化法と原子層堆積法によってPr酸化膜/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge構造を作製した場合、Pr酸化膜/Ge界面にはPr酸窒化膜が形成される。またAl/Pr酸化膜/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge MOSキャパシタでは、H<sub>2</sub>およびN<sub>2</sub>雰囲気での熱処理によって界面準位密度が大幅に減少することが分かった。 |
(英) |
To realize high mobility Ge channel metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor (MOSFET), it is necessary to establish high-k/Ge stacked structures robust against thermal annealing treatments and wet processes. Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub> is a promising candidate of an interfacial layer between high-k and Ge. In this study, we investigated formation processes of Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub> on Ge(001) surfaces by radial nitridation, and evaluated electrical properties of Pr-oxide/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge structure. Stoichiometric Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub> can be formed by the radical nitridation in a wide range of temperature from 50 to 600°C. Change in the nitridation temperature dependence of the saturated thickness suggests different dominant diffusion species. Leakage current densities of Au/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge MOS capacitors are minimized at a nitridation temperature of 300°C. When Pr-oxide/Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge is formed by the radical nitridation and atomic-layer-deposition, Pr-oxynitride is formed at the Pr-oxide/Ge interface. Additionally, the interface state density in the Al/Pr-oxide/ Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/Ge capacitor is drastically reduced by forming gas annealing. |
キーワード |
(和) |
Ge(001) / ラジカル窒化 / Ge3N4 / high-k / Pr酸化膜 / X線光電子分光法 / 界面準位密度 / |
(英) |
Ge(001) / radical nitridation / Ge3N4 / high-k / Pr-oxide / X-ray photoelectron microscopy / interface state density / |
文献情報 |
信学技報, vol. 109, no. 87, SDM2009-33, pp. 39-44, 2009年6月. |
資料番号 |
SDM2009-33 |
発行日 |
2009-06-12 (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) |
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