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講演抄録/キーワード
講演名 2012-06-21 11:55
TiN電極中の酸素に起因したHf系High-kゲート絶縁膜の特性劣化
細井卓治大嶽祐輝有村拓晃力石薫介北野尚武志村考功渡部平司阪大SDM2012-51 エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2012-51
抄録 (和) ゲートファーストmeta/high-kスタックの課題として,実効仕事関数の制御とEOTスケーリングが挙げられる.TiN/Hf系high-kゲートスタックでは,高温熱処理による界面SiO$_2$層の増膜に加えて,HfやSiといった元素がTiN電極中に拡散し,high-k膜が低誘電率化することが知られている.一方で,poly-Siキャップ層を有するMIPS構造ではHf拡散が見られないなど,その拡散メカニズムは未だ明らかとなっていない.本研究では,TiN電極中に意図的に酸素を添加したゲートスタックを用いて,上方拡散するHf原子の量がTiN電極中の酸素量に依存すること,またHf拡散が界面SiO$_2$層の増膜よりも低温の650$^o$Cで起きることを明らかにした. 
(英) Effective work function control and equivalent oxide thickness (EOT) scaling are the major concerns for implementing metal/high-k gate stacks with gate-first process. In addition to interfacial SiO2 growth, it has been reported that metal elements such as Hf and La atoms in high-k layers diffuse into gate electrode after high-temperature activation annealing. In this work, we have investigated the Hf diffusion kinetics in TiN/HfSiO gate stacks. The Hf upward diffusion is found to be independent of interfacial SiO$_2$ growth, but depends on the amount of oxygen in the gate stacks. It is also revealed that, when the TiN electrode contains a certain amount of oxygen, Hf diffusion into TiN occurs at above 650$^o$C and leads to high-k degradation.
キーワード (和) 高誘電率ゲート絶縁膜 / メタルゲート / 拡散 / HfSiO / TiN / MIPS / /  
(英) high-k dielectrics / metal gate / diffusion / HfSiO / TiN / MIPS / /  
文献情報 信学技報, vol. 112, no. 92, SDM2012-51, pp. 43-46, 2012年6月.
資料番号 SDM2012-51 
発行日 2012-06-14 (SDM) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
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PDFダウンロード SDM2012-51 エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2012-51

研究会情報
研究会 SDM  
開催期間 2012-06-21 - 2012-06-21 
開催地(和) 名古屋大学(ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー) 
開催地(英) VBL, Nagoya Univ. 
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との合同開催) 
テーマ(英) Science and Technology for Dielectric Thin Films for Electron Devices 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SDM 
会議コード 2012-06-SDM 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) TiN電極中の酸素に起因したHf系High-kゲート絶縁膜の特性劣化 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Oxygen-induced high-k dielectric degradation in TiN/Hf-based high-k 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 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) 拡散 / diffusion  
キーワード(4)(和/英) HfSiO / HfSiO  
キーワード(5)(和/英) TiN / TiN  
キーワード(6)(和/英) MIPS / MIPS  
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) 大嶽 祐輝 / Yuki Odake / オオダケ ユウキ
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) 有村 拓晃 / Hiroaki Arimura / アリムラ ヒロアキ
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) 力石 薫介 / Keisuke Chikaraishi / チカライシ ケイスケ
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) 北野 尚武 / Naomu Kitano / キタノ ナオム
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) 志村 考功 / Takayoshi Shimura / シムラ タカヨシ
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) 渡部 平司 / Heiji Watanabe / ワタナベ ヘイジ
第7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 2012-06-21 11:55:00 
発表時間 20 
申込先研究会 SDM 
資料番号 IEICE-SDM2012-51 
巻番号(vol) IEICE-112 
号番号(no) no.92 
ページ範囲 pp.43-46 
ページ数 IEICE-4 
発行日 IEICE-SDM-2012-06-14 


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