| 研究課題/領域番号 |
13450129
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
中島 安理 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 助教授 (70304459)
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| 研究分担者 |
横山 新 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (80144880)
吉川 公麿 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (60304458)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2002年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2001年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
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| キーワード | メタルゲート / 高誘電率金属酸化物 / ゲート絶縁膜 / スタック構造 / 原子層成長 / 真空一貫 / ジルコニア / ハフニア / 原始層成長 |
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| 研究概要 |
平成13年度から、高誘電率金属酸化物ゲート絶縁膜であるZrO_2について[ZTB:Zr(t-OC_4H_9)_4]とH_2Oを用いた原子層堆積法(ALD)の確立を行っている。また、Si基板上・ALDSi窒化膜をバリア層として形成し、その上にZrO_2膜をALDで堆積したスタックゲート絶縁膜の形成を行い、低誘電率界面層の形成を抑制した。平成15年度は、更に詳細な膜形成の研究を行い、膜質やALDメカニズムについても調べた。また、新たに電流-電圧特性について調べ、ALDZrO_2・ALDSi窒化膜スタック絶縁膜及びALDZrO_2のリーク電流が直接トンネルに起因する事を明らかにした。更に、poly-Siゲートとゲート絶縁膜の間の界面反応の抑制のために、ZrO_2膜上へのALDSi窒化膜形成の可能性について調べた。一方、高誘電率ゲート絶縁膜として現在最も有望なHfO_2系材料に関して、[Hf(HFAcAc)_4]とH_2Oの交互照射を行いHfO_2のALDの可能性について調べたが、良好な膜質は得られなかった。更に、高誘電率金属酸化物ゲート絶縁膜とSi窒化膜とのスタックゲート絶縁膜構造に用いる極薄ALDSi窒化膜の膜質の評価のために、ALDSi窒化膜ゲート絶縁膜のトランジスタへの適用を行った。酸化膜換算膜厚(EOT)が2.3nmのALDSi窒化膜ゲート絶縁膜を有するnMOSFETを作製した。ALDSi窒化膜の最大移動度は、SiO_2膜ゲート絶縁膜の場合に比べて約80%に減少する事が判った。ホットエレクトロン及び直接トンネル注入において、移動度の劣化度合はSiO_2膜よりも少なかった。これはALDSi窒化膜での界面及びバルクトラップ形成の抑制のためと考えられ、ALDSi窒化膜ゲート絶縁膜は55nm世代(EOT=・1.Onm)での実用化の可能性がある事が判った。
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