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High-k/Geゲートスタック界面特性向上に向けたゲート電極形成後熱処理条件の検討

Improvement of interfacial properties of high-k/Ge gate stacks by post-metal anneal

田中 亮平*; 秀島 伊織*; 箕浦 佑也*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 細井 卓治*; 志村 考功*; 渡部 平司*

Tanaka, Ryohei*; Hideshima, Iori*; Minoura, Yuya*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Hosoi, Takuji*; Shimura, Takayoshi*; Watanabe, Heiji*

近年、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$層を挿入したHfO$$_{2}$$/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/GeO$$_{x}$$/Ge構造がEOT: 0.76nmで優れた動作を示す一方で、HfO$$_{x}$$/Ge構造では絶縁および界面特性の顕著な劣化が見られたことから、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$層挿入によるHfO$$_{2}$$膜およびGeO$$_{x}$$膜の特性向上が見込める。本研究ではp型Ge(100)基板上にAl$$_{2}$$O$$_{3}$$/GeO$$_{x}$$/Ge構造を形成し、さらに室温で電子ビーム蒸着よりHfO$$_{x}$$を1nm堆積した。その後、室温でECRプラズマ酸化を行い、HfO$$_{2}$$/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/GeO$$_{x}$$/Ge構造を形成後、電極としてPtを3nm堆積した。一部試料にAuキャップ層を堆積してゲート電極加工を行い、作製したMOSキャパシタの電気特性評価を行った。3nmのPt電極越しに400$$^{circ}$$C/10分間の熱処理(PMA)及びAuキャップ層形成後に500$$^{circ}$$C/10分間の熱処理(Cap-PMA)を行った試料についてC-V特性を室温で測定した。キャップ層形成後に熱処理を行うことでEOTが増膜した。低温コンダクタス法により界面準位密度を算出したところ、2.4$$times$$10$$^{11}$$cm$$^{-2}$$eV$$^{-1}$$となり、熱酸化GeO$$_{2}$$/Ge界面に匹敵する良好な特性を示した。

no abstracts in English

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

 :

2014年(平成26年)第61回応用物理学会春季学術講演会

開催年月

 :

2014/03

開催都市

 :

相模原

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

Access

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