TiO_2ゲート絶縁膜形成から学ぶ界面の動力学
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概要
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ルチル型TiO_2のゲート絶縁膜応用を, 結晶学的および熱力学的観点から議論する。膜形成後の酸化および結晶化の過程で, TiO_2/Si界面には2.5nmのSiO_2層が成長する。これは, ルチル型TiO_2が結晶中に酸素の点欠陥を導入しやすく, 薄膜の後熱処理による結晶化の過程で, 酸素イオンが欠陥を介して拡散する結果である。熱平衡の点だけから考えると, 自由エネルギ差からSiO_2よりもTiO_2の方が安定であるので, 両者の間にSiO_2層が成長することは, 期待されない。しかし, 実際の反応系では, 系は酸化性雰囲気に対して開放されており, TiO_2中の酸素イオンの拡散により, 界面への酸素の供給が持続する。拡散と熱平衡, 加えて不定比性と相変化を総合的に考え, 界面の成長を抑制する必要がある。
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2001-05-31
著者
-
木村 紳一郎
(株)日立製作所中央研究所
-
門島 勝
半導体MIRAIプロジェクト-ASET
-
嶋本 泰洋
(株)日立製作所中央研究所
-
平谷 正彦
(株)日立製作所 中央研究所
-
門島 勝
日立研究所
-
生田目 俊秀
日立研究所
-
木村 紳一郎
日立製作所中央研究所
-
平谷 正彦
Hitachi Europe Ltd. Whitebrook Park
-
生田目 俊秀
(株)半導体先端テクノロジーズ(selete):(現)(独)物質・材料研究機構
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