Ru/HfSiONゲートスタックのバックサイドX線光電子分光分析 : Ruの実効仕事関数変化の起源(メタルゲート/High-k絶縁膜スタック,ゲート絶縁膜,容量膜,機能膜及びメモリ技術)
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概要
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厚さ1〜6nmのSiO_2もしくは0.7nmのSiON上に、〜2.5nmのHfSiONを形成後、仕事関数制御メタルとして10nmのRu、50nmのWを堆積した。試料裏面側からSi基板をウェットエッチングにより除去し、ゲート絶縁膜越しにRuの実効仕事関数および化学結合状態をX線光電子分光法により評価した。Ru/HfSiON/SiO_2ゲートスタックにおいて、Ruゲートの実効仕事関数値は、下地SiO_2膜厚が6nmの試料では、真空仕事関数値(〜4.95eV)と同等な〜4.96eVあるのに対して、下地SiO_2膜厚〜1nmでは約0.2eV低下する。同様に、下地SiON層の場合も、〜0.25eVの実効仕事関数値の低下が観測された。また、実効仕事関数低下が顕著である下地1nmSiO_2および0.7nmSiONの試料において、バックサイド側からの絶縁膜層薄膜化過程で、実効仕事関数値や内部ポテンシャルの変化は観測されない。また、UV-O_3処理によりRuの実効仕事関数値が真空仕事関数値まで回復することから、HfSiON/下地層界面近傍での酸素空孔生成と上部界面での酸素拡散がRu/HfSiON界面ダイポールの形成に深く関与している可能性が高い。
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2008-06-02
著者
-
宮崎 誠一
広島大学大学院 先端物質科学研究科
-
奈良 安雄
半導体先端テクノロジーズ(Selete)
-
大田 晃生
広島大学大学院先端物質科学研究科
-
奈良 安雄
(株)富士通研究所 Ulsi研究部門
-
奈良 安雄
(株)半導体先端テクノロジーズ 第一研究部
-
宮崎 誠一
広大院先端研
-
森 大樹
広島大学大学院先端物質科学研究科
-
吉永 博路
広島大学大学院先端物質科学研究科
-
門島 勝
(株)半導体先端テクノロジーズ
-
奈良 安雄
(株)半導体先端テクノロジーズ
-
宮崎 誠一
広大
-
宮崎 誠一
広島大学大学院先端物質科学研究科
-
門島 勝
ルネサステクノロジ
-
宮崎 誠一
広島大学大学院
-
大田 晃生
広島大学大学院 先端物質科学研究科
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