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))

概要

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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_<FB>-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。
2005-06-21