光電子分光法による高誘電率ゲート絶縁膜/Geチャネル界面構造の決定

• 研究課題/領域番号: 19560026
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 武蔵工業大学
• 研究代表者: 野平 博司 武蔵工業大学, 工学部, 准教授 (30241110)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 表面・界面物性 / 角度分解X線光電子分光法 / 高誘電率絶縁膜 / 半導体界面深さ方向元素分布 / 積層構造 / 半導体界面 / 深さ方向元素分布 / 半導体物

研究概要

GeおよびSi基板上に堆積した希土類絶縁膜の単層および積層構造を軟X線および硬X線を用いた角度分解X線光電子分光法を用いて評価し、Sc2O3をキャップ層として用いることにより、La2O3の水の吸湿をほとんど抑制できること、熱処理条件によりCe原子の価数が3価あるいは4価になること、500℃以上の熱処理で積層膜の界面での相互拡散が生じること、CeO2とGeとの界面においては、400℃処理よりも500℃で熱処理をした方が界面に存在するGeOxが減少することなどを明らかにした。さらに、角度分解光電子分光測定の結果に最大エントロピー法を適用する解析手法による深さ方向元素分析技術の確立と改良を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Annealing-temperature Dependence of Compositional Depth Profile and Chemical Structures of LaOx/ScOx/Si and ScOx/LaOx/Si Interfacial Transition Layer (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira, Yoshinori Takenaga, Kuniyuki Kakushima, Parhat Ahmet, Kazuo Tsutsui and Hiroshi Iwai,
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., Hawai, ECS Transactions Vol. 16 ページ: 171-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Relationship between optical dielectric constant and XPS relative chemical shift of 1s and 2p levels for dielectric compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hirose, H. Suzuki, H. Nohira, E. Ikenaga, D. Kobayashi, and T. Hattori
  • 雑誌名: Journal of Physics Vol.100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Annealing-temperature Dependence of Compositional Depth Profile and Chemical Structures of LaOx/ScOx/Si and ScOx/LaOx/Si Interfacial Transition Layer (2008)
  • 著者名/発表者名: 野平博司
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., Hawai, ECS Transactions Vol. 16 ページ: 171-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between optical dielectric constant and XPS relative chemical shift of 1s and 2p levels for dielectric compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: 野平博司(廣瀬和之)
  • 雑誌名: Journal of Physics Vol. 100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Study on Ultrathin Gate Dielectrics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira, Takeo Hattori
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., Washington, ECS Transactions Vol. 11 ページ: 183-194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Study on Ultrathin Gate Dielectrics (2007)
  • 著者名/発表者名: 野平 博司
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., Washington, ECS Transactions Vol.11 ページ: 183-194
  • 査読あり
• [学会発表] CeO2/La2O3/Si(100)構造の熱安定性(2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 野平博司,今陽一郎,北村幸司,幸田みゆき,角嶋邦之,岩井 洋
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合会講演会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2009-04-02
• [学会発表] CeO_2/La_2O_3/Si(100)構造の熱安定性(2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 野平 博司
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合会講演会
  • 発表場所: 茨城県つくば市
  • 年月日: 2009-04-02
• [学会発表] Influence of Post Deposition Annealing on Compositional Depth Profile and Chemical Structures of CeO2/La2O3/Si(100) (2009)
  • 著者名/発表者名: 野平博司, 今陽一郎, 北村幸司, 幸田みゆき, 角嶋邦之, 岩井洋
  • 学会等名: 応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催ゲートスタック研究会-材料・プロセス・評価の物理-(第14回研究会)
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] Influence of Post Deposition Annealing on Compositional Depth Profile and Chemical Structures of CeO_2/La_2O_3/Si(100) (2009)
  • 著者名/発表者名: 野平 博司
  • 学会等名: 応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催ゲートスタック研究会-材料・プロセス・評価の物理-(第14回研究会)
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] Annealing-temperature Dependence of Compositional Depth Profile and Chemical Structures of LaOx/ScOx/Si and ScOx/LaOx/Si Interfacial Transition Layer (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira, Yoshinori Takenaga, Kuniyuki Kakushima, Parhat Ahmet, Kazuo Tsutsui and Hiroshi Iwai
  • 学会等名: Electrochemical Society
  • 発表場所: Hawai
  • 年月日: 2008-10-09
• [学会発表] Annealing-temperature Dependence of Compositional Depth Profile and Chemical Structures of LaOx/SCOx/Si and ScOx/LaOx/Si Interfacial Transition Layer (2008)
  • 著者名/発表者名: 野平博司
  • 学会等名: Electrochemical Society
  • 発表場所: Washington
  • 年月日: 2008-10-09
• [学会発表] CeO2/La2O3/Si(100)構造の熱安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野平博司,今陽一郎,北村幸司,幸田みゆき,角嶋邦之,岩井洋
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知県春日井市・中部大学
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] CeO_2/La_2O_3/Si(100)構造の熱安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野平 博司
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知県春日井市・中部大学
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] LaOx/ScOx/Si界面組成遷移層の化学結合状態の熱処理温度依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹永祥則,松田徹,野平博司,椎野泰洋,角嶋邦之,パールハットアハメト,筒井一生,岩井洋
  • 学会等名: 応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催 ゲートスタック研究会 -材料・プロセス・評価の物理-(第13回研究会)
  • 発表場所: 三島.
  • 年月日: 2008-01-14
• [学会発表] LaOx/ScOx/Si界面組成遷移層の化学結合状態の熱処理温度依存牲 (2008)
  • 著者名/発表者名: 竹永 祥則
  • 学会等名: 応用物理学会薄膜・表面物理分科会/シリコンテクノロジー分科会共催ゲートスタック研究会-材料・プロセス・評価の物理-(第13回研究会)
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2008-01-14
• [学会発表] Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Study on Ultrathin Gate Dielectrics (2007)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira, Takeo Hattori
  • 学会等名: Electrochemical Society
  • 発表場所: Washington.
  • 年月日: 2007-10-09
• [学会発表] Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Study on Ultrathin Gate Dielectrics (2007)
  • 著者名/発表者名: 野平 博司
  • 学会等名: Electrochemical Society
  • 発表場所: Washington
  • 年月日: 2007-10-09