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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)

研究会情報
研究会 SDM  
開催期間 2009-06-19 - 2009-06-19 
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) ゲート絶縁薄膜、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ー分科会、第113研究集会「ゲートスタック研究の進展-Ge系材料を中心に」との合同開催) 
テーマ(英) Science and Technology for Dielectric Thin Films for MIS Devices 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SDM 
会議コード 2009-06-SDM 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) ラジカル窒化法によるHigh-k/Ge界面構造制御 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Control of Interfacial Structure of High-k/Ge Gate Stack Using Radical Nitridation 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) Ge(001) / Ge(001)  
キーワード(2)(和/英) ラジカル窒化 / radical nitridation  
キーワード(3)(和/英) Ge3N4 / Ge3N4  
キーワード(4)(和/英) high-k / high-k  
キーワード(5)(和/英) Pr酸化膜 / Pr-oxide  
キーワード(6)(和/英) X線光電子分光法 / X-ray photoelectron microscopy  
キーワード(7)(和/英) 界面準位密度 / interface state density  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 加藤 公彦 / Kimihiko Kato / カトウ キミヒコ
第1著者 所属(和/英) 名古屋大学 (略称: 名大)
Nagoya University (略称: Nagoya Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 近藤 博基 / Hiroki Kondo / コンドウ ヒロキ
第2著者 所属(和/英) 名古屋大学 (略称: 名大)
Nagoya University (略称: Nagoya Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 坂下 満男 / Mitsuo Sakashita / サカシタ ミツオ
第3著者 所属(和/英) 名古屋大学 (略称: 名大)
Nagoya University (略称: Nagoya Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 財満 鎭明 / Shigeaki Zaima / ザイマ シゲアキ
第4著者 所属(和/英) 名古屋大学 (略称: 名大)
Nagoya University (略称: Nagoya Univ.)
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講演者
発表日時 2009-06-19 13:20:00 
発表時間 20 
申込先研究会 SDM 
資料番号 IEICE-SDM2009-33 
巻番号(vol) IEICE-109 
号番号(no) no.87 
ページ範囲 pp.39-44 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-SDM-2009-06-12 


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