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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
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研究会情報
研究会 SDM  
開催期間 2010-11-11 - 2010-11-12 
開催地(和) 機械振興会館 
開催地(英) Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. 
テーマ(和) プロセス・デバイス・回路シミュレーションおよび一般 
テーマ(英) Process, Device, Circuit Simulations, etc 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SDM 
会議コード 2010-11-SDM 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 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 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Comprehensive understanding of oxygen vacancy induced effective work function modulation in high-k/metal gate stacks 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 高誘電率ゲート絶縁膜 / High-k Gate Dielectrics  
キーワード(2)(和/英) メタルゲート / Metal Gate  
キーワード(3)(和/英) 仕事関数制御 / Work Function  
キーワード(4)(和/英) 酸素空孔 / Oxygen Vacancy  
キーワード(5)(和/英) 界面ダイポール / Interface Dipole  
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) 細井 卓治 / Takuji Hosoi / ホソイ タクジ
第1著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 佐伯 雅之 / Masayuki Saeki / サエキ マサユキ
第2著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 喜多 祐起 / Yuki Kita / キタ ユウキ
第3著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 奥 雄大 / Yudai Oku / オク ユウダイ
第4著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 有村 拓晃 / Hiroaki Arimura / アリムラ ヒロアキ
第5著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) 北野 尚武 / Naomu Kitano / キタノ ナオム
第6著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) 白石 賢二 / Kenji Shiraishi / シライシ ケンジ
第7著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. Tsukuba)
第8著者 氏名(和/英/ヨミ) 山田 啓作 / Keisaku Yamada / ヤマダ ケイサク
第8著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. Tsukuba)
第9著者 氏名(和/英/ヨミ) 志村 考功 / Takayoshi Shimura / シムラ タカヨシ
第9著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
第10著者 氏名(和/英/ヨミ) 渡部 平司 / Heiji Watanabe / ワタナベ ヘイジ
第10著者 所属(和/英) 大阪大学 (略称: 阪大)
Osaka University (略称: Osaka Univ.)
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講演者
発表日時 2010-11-11 14:40:00 
発表時間 50 
申込先研究会 SDM 
資料番号 IEICE-SDM2010-175 
巻番号(vol) IEICE-110 
号番号(no) no.274 
ページ範囲 pp.23-28 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-SDM-2010-11-04 


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