堆積温度上昇によるMOCVD HfO_2膜のフッ酸エッチング速度の急激な低下(ゲート絶縁膜,容量膜,機能膜及びメモリ技術)

概要

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CVD法、ALD法等でHf0_2膜を堆積する場合、膜構造は堆積温度に強く依存することが知られている。この構造は電気特性に影響を与える可能性があるため、膜構造を評価することは、Hf0_2膜をデバイスヘ適用する上で重要である。また、Hf0_2膜のフッ酸エッチング速度は、非晶質と結晶構造とでは大きく異なることが知られている。この速度差を利用すると、フッ酸処理によってHf0_2腹中の結晶だけを選択的に残すことができる。本研究では、フッ酸エッチングとXPS、AFM、TEMを組み合わせることによって、MOCVD-Hf0_2膜(膜厚約4nm)中の微視的な構造の評価を行い、以下の結論を得た。1)X線回折法では、結晶性が不明瞭である低温(T_s≦450℃)で堆積したHf0_2膜であっても、非晶質とナノスケールの微結晶粒が混在している。2)Hf0_2膜のウェットエッチング過程は非晶質の溶解とその後に続く微結晶粒のリフトオフによって進行する。3)微結晶粒密度は堆積温度に対して指数関数的に増加する。
社団法人電子情報通信学会の論文
2004-06-14