講演抄録/キーワード |
講演名 |
2010-11-11 14:40
[招待講演]金属電極/高誘電率絶縁膜界面の物理を中心としたHigh-k/Metalゲートスタックの実効仕事関数変調機構の理解 ○細井卓治・佐伯雅之・喜多祐起・奥 雄大・有村拓晃・北野尚武(阪大)・白石賢二・山田啓作(筑波大)・志村考功・渡部平司(阪大) SDM2010-175 エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2010-175 |
抄録 |
(和) |
p型電極/高誘電率絶縁膜ゲートスタックでは,電極材料がpoly-Siもしくは金属に関わらず,ソース/ドレイン活性化アニールなどの高温熱処理後にその実効仕事関数が大きく低下してしまうことが知られている.このフェルミレベルピニングと呼ばれる現象は,high-k膜中に酸素空孔が形成されることによって生じるhigh-k/電極界面のダイポールが原因と考えられている.本研究では,酸素空孔起因の欠陥準位から電極側への電子移動のエネルギー利得や,ゲートスタック中に存在する炭素やシリコンなどの強い還元力を有する元素の存在が酸素空孔形成の駆動力であることを実験的に検証し,ゲートファーストhigh-k/metalゲートスタックの実効仕事関数制御に向けた指針を示した. |
(英) |
Effective work function of p-type gate electrodes on Hf-based high-k dielectrics is known to decrease after high temperature source/drain activation annealing for either poly-Si or metal gate. This effective work function change, called Fermi level pinning, is considered to be due to an interface dipole formation at high-k/ electrode interface originating from oxygen vacancy ($V_{\rm O}$) generated in high-k layer. In this work, we experimentally verified that an energy gain of electron transfer from $V_{\rm O}$ defect level in high-k to electrode and reductant elements in high-k/metal gate stacks such as carbon an silicon atoms dominate $V_{\rm O}$ formation kinetics, and developed a guiding principle for gate-first high-k/metal gate stacks to control the effective work function. |
キーワード |
(和) |
高誘電率ゲート絶縁膜 / メタルゲート / 仕事関数制御 / 酸素空孔 / 界面ダイポール / / / |
(英) |
High-k Gate Dielectrics / Metal Gate / Work Function / Oxygen Vacancy / Interface Dipole / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 110, no. 274, SDM2010-175, pp. 23-28, 2010年11月. |
資料番号 |
SDM2010-175 |
発行日 |
2010-11-04 (SDM) |
ISSN |
Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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