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 ついて |
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