TiAlN/HfSiONゲートスタックにおけるX線光電子分光分析 : Al拡散による実効仕事関数変化の緩和(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〜1nmSiO_2/Si(100)上に、膜厚〜2.5nmのHfSiON膜を形成した後、仕事関数制御メタルとして厚さ〜30nmのTiAlN(Ti:Al=75:25)およびTiNを堆積し、1000℃で熱処理を行った。基板Siをウェットエッチングにより除去し、絶縁膜越しTiAlNおよびTiNゲートの実効仕事関数値を光電子信号の低運動エネルギー(高結合エネルギー端)のしきい値から評価した結果、熱処理前は4.80eVであったTiAlNの実効仕事関数値が、1000℃熱処理によって4.71eVに低下する。一方、1000℃熱処理したTiNの実効仕事関数値は4.51eVであり、表面側から測定したTiNおよびTiAINの仕事関数値が〜4.85eV程度でほぼ同等であることから、TiNに比べ、TiAlNでは1000℃熱処理による実効仕事関数値の低下量は緩和することが分った。内殻光電子スペクトル分析により、1000℃熱処理によりTi-N-Al結合成分の減少とAl-O結合成分の増大が観測されており、実効仕事関数値の低下量の緩和は、TiAlNゲートからHfSiON層にAlおよびN原子が拡散・混入したことに起因すると考えられる。
- 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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