Al_2O_3/Ge構造における酸化機構の解明と界面反応がその特性に及ぼす影響(高誘電率膜,界面制御,メモリ技術,ゲート絶縁薄膜,容量膜,機能膜及びメモリ技術)
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概要
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現在,Al_2O_3/Ge構造に対するプラズマ酸化で,極薄GeO_x界面層の形成により,低界面準位密度(D_<it>)が実現可能と報告されている.しかしながら,Al_2O_3/Ge構造に対する酸素処理による,界面反応,界面構造の変化,および界面特性との相関関係についての理解は不十分である.本研究では,Al_2O_3/Ge構造に対して熱酸化を行い,その界面反応機構および,界面構造と界面特性との相関関係の解明を試みた.熱酸化に伴うAl_2O_3膜中へのGeまたはGeOの拡散により,Al_2O_3/Ge界面近傍においてAl_6Ge_2O_13の形成が優先的に進行し,同時にAl_2O_3表面においてGeO_2の形成が進行した.Al_6Ge_2O_13形成反応の活性化エネルギー(E_a)は0.20eVである.これはAl_2O_3膜中の酸素の拡散によって律速されているGeO_2形成反応のE_aよりも小さく,酸素の拡散で律速されない過程であることが分かった.さらに,Al_2O_3/Ge界面近傍におけるAlGeOの形成により,Geのmidgap付近に準位を作る界面欠陥密度を減少させることが可能であることが分かった.以上より,AlGeOの形成が,良質な界面特性を実現する上で重要であることが明らかとなった.
- 一般社団法人電子情報通信学会の論文
- 2013-06-11
著者
-
加藤 公彦
名古屋大学大学院工学研究科
-
中塚 理
名古屋大学
-
竹内 和歌奈
名古屋大学大学院光学研究科
-
田岡 紀之
産業技術総合研究所
-
坂下 満男
名古屋大学大学院光学研究科
-
財満 鎭明
名古屋大学
-
田岡 紀之
名古屋大学大学院工学研究科
-
柴山 茂久
名古屋大学大学院工学研究科
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