講演名 2005/6/21
ECR Ar/N_2プラズマ窒化による高誘電率HfO_xN_y薄膜の形成(Advanced ULSI Technology, 先端デバイスの基礎と応用に関するアジアワークショップ(AWAD2005))
大見 俊一郎, 黒瀬 朋紀, 佐藤 雅樹, 内川 偉史,
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抄録(和) HfO_2薄膜をECR Ar/N_2プラズマ窒化することにより形成したHfO_xN_yの、ゲート絶縁膜応用に関する検討を行った。ケミカルオキサイドを0.7nm形成したSi(100)基板上に、1.5nmのHfO_2薄膜に対しECR Ar/N_2プラズマ窒化を行うことにより形成したHfO_xN_y薄膜では、窒素雰囲気におけるPDAによる低誘電率界面層の形成及び結晶化が抑制されることが分かった。900℃/5分の窒素中PDAを行うことにより、基板のSiが拡散し、比較的高い比誘電率を有するHfSiON薄膜が界面付近に形成され、EOT 2.0nmでリーク電流値1.0×10^<-3>A/cm^2 (V_-1 V)が得られた。このHfO_xN_y薄膜をゲート絶縁膜に用いたpMISFET (L/W=10/25μm)を作製した結果、実効移動度50cm^2/Vsが得られ、またゲートリーク電流値がHfO_2薄膜をゲート絶縁膜に用いた場合と比較して低減されることが分かった。
抄録(英) HfSiON thin films formed by ECR Ar/N_2 plasma nitridation of HfO_2 films was investigated for high-k gate insulator applications. HfO_xN_y thin films formed by the ECR Ar/N_2 plasma nitridation (60s) of 1.5nm-thick HfO_2 films, which were deposited on the chemically oxidized Si(100) substrates, were found to be effective for suppressing the interfacial layer growth and/or crystallization during the post deposition annealing (PDA) in a N_2 ambient. After the PDA of 900℃ for 5min in the N_2 ambient, it was found that HfSiON film with relatively high dielectric constant was formed on the HfO_xN_y/Si interface by Si atoms diffusion. The EOT of 2.0nm with the leakage current density of 1.0×10^<-3>A/cm^2 (@V_-1 V) was obtained. The effective mobility of the fabricated pMISFET (L/W=10/25μm) with the HfO_xN_y gate insulator was 50cm^2/Vs, and the gate leakage current of the MISFET with the HfO_xN_y gate insulators was found to be well suppressed compared to that of with the HfO_2 gate insulators after 900℃ PDA.
キーワード(和) 電子サイクロトロン共鳴(ECR) / スパッタ / プラズマ窒化 / ポストデポジションアニール(PDA) / 高誘電率
キーワード(英) Electron Cyclotron Resonance (ECR) / Sputtering / Plasma Nitridation / Post Deposition Annealing (PDA) / high-k / HfO_xN_y
資料番号 ED2005-68,SDM2005-88
発行日

研究会情報
研究会 SDM
開催期間 2005/6/21(から1日開催)
開催地(和)
開催地(英)
テーマ(和)
テーマ(英)
委員長氏名(和)
委員長氏名(英)
副委員長氏名(和)
副委員長氏名(英)
幹事氏名(和)
幹事氏名(英)
幹事補佐氏名(和)
幹事補佐氏名(英)

講演論文情報詳細
申込み研究会 Silicon Device and Materials (SDM)
本文の言語 ENG
タイトル(和) ECR Ar/N_2プラズマ窒化による高誘電率HfO_xN_y薄膜の形成(Advanced ULSI Technology, 先端デバイスの基礎と応用に関するアジアワークショップ(AWAD2005))
サブタイトル(和)
タイトル(英) ECR Ar/N_2 Plasma Nitridation of HfO_2 for High-k Gate Insulator Applications(Advanced ULSI Technology)
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) 電子サイクロトロン共鳴(ECR) / Electron Cyclotron Resonance (ECR)
キーワード(2)(和/英) スパッタ / Sputtering
キーワード(3)(和/英) プラズマ窒化 / Plasma Nitridation
キーワード(4)(和/英) ポストデポジションアニール(PDA) / Post Deposition Annealing (PDA)
キーワード(5)(和/英) 高誘電率 / high-k
第 1 著者 氏名(和/英) 大見 俊一郎 / Shunichiro OHMI
第 1 著者 所属(和/英) 東京工業大学大学院総合理工学研究科
Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
第 2 著者 氏名(和/英) 黒瀬 朋紀 / Tomoki KUROSE
第 2 著者 所属(和/英) 東京工業大学大学院総合理工学研究科
Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
第 3 著者 氏名(和/英) 佐藤 雅樹 / Masaki SATOH
第 3 著者 所属(和/英) 東京工業大学大学院総合理工学研究科
Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
第 4 著者 氏名(和/英) 内川 偉史 / Takafumi UCHIKAWA
第 4 著者 所属(和/英) 東京工業大学大学院総合理工学研究科
Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology
発表年月日 2005/6/21
資料番号 ED2005-68,SDM2005-88
巻番号(vol) vol.105
号番号(no) 155
ページ範囲 pp.-
ページ数 4
発行日