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界面特性に優れたAl$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$/GeO$$_{2}$$積層構造ゲート絶縁膜の作製と評価

Fabrication and characterization of high quality Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$/GeO$$_{2}$$ layered gate dielectrics

岡本 学*; 朽木 克博*; 景井 悠介*; Harries, J.; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 細井 卓治*; 志村 考功*; 渡部 平司*

Okamoto, Gaku*; Kutsuki, Katsuhiro*; Kagei, Yusuke*; Harries, J.; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Hosoi, Takuji*; Shimura, Takayoshi*; Watanabe, Heiji*

High-k/GeスタックとしてAl$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$/GeO$$_{2}$$/Geスタックを作製し、その構造並びに電気特性評価を行った。光電子スペクトルにはGeO$$_{2}$$界面層の成長を示すケミカルシフト成分(Ge$$^{4+}$$)に加え、ZrGeO反応層及びこれらの中間状態の存在を示す成分を確認できた。この絶縁膜上にAu電極を形成してAu/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$/GeO$$_{2}$$/Geキャパシタを作製し、室温にてC-V測定を行った。ヒステリシスは21mVと小さく、周波数分散の少ない良好な特性を得た。低温コンダクタンス法で求めたミッドギャップ近傍の界面準位密度は5.3$$times$$10$$^{10}$$cm$$^{-2}$$eV$$^{-1}$$であり、界面特性に優れたHigh-k/Geスタックの作製に成功した。

Structure analyses and electrical characteristic tests have been conducted for a high-k/Ge stuck of Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$/GeO$$_{2}$$/Ge structure. A ZrGeO layer and intermediate oxidation number states for Ge have been confirmed in photoemission spectra in addition to a chemically-shifted Ge$$^{4+}$$ component suggesting the growth of GeO$$_{2}$$ interface layer. An Au electrode was capped on this dielectic substrate to make an Au/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/ZrO$$_{2}$$/GeO$$_{2}$$/Ge capacitor. C-V measurements were conducted for the capacitor. Hysteresis was so small of 21 mV and frequency dispersion was also small. Interface state density near a mid gap, estimated by a low temperature conductance method, was 5.3$$times$$10$$^{10}$$ cm$$^{-2}$$eV$$^{-1}$$. As a conclusion, we succeeded to make a high-k/Ge stuck which has excellent interface characteristics.

使用言語

 :

Japanese

掲載資料名

 :

巻

 :

号

 :

ページ数

 :

発行年月

 :

発表会議名

 :

2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会

開催年月

 :

2009/09

開催都市

 :

富山

開催国

 :

日本

キーワード

 :

no keyword

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

研究データの公開先DOI

 :

使用施設

 :

SPring-8(大型放射光施設)

広報プレスリリース

 :

論文解説記事
(成果普及情報誌)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

大阪大学

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