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2011 年度 研究成果報告書

ナノメートル誘電体・薄膜の電子物性の理解と制御の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 19106005
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東京大学

研究代表者

鳥海 明  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50323530)

研究分担者 喜多 浩之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (00343145)
西村 知紀  東京大学, 大学院・工学系研究科, 技術専門職員 (10396781)
連携研究者 喜多 浩之  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (00343145)
西村 知紀  東京大学, 大学院・工学系研究科, 技術専門職員 (10396781)
研究期間 (年度) 2007 – 2011
キーワード電気・電子材料 / 誘電体物性 / 超薄膜 / 表面・界面物性
研究概要

CMOSデバイスにおけるゲート絶縁膜の薄膜化に対して膜厚を実際に薄膜化するのではなく、膜の誘電率を上げることでゲート絶縁膜の機能を電気的に薄膜化するという今回の研究を通して、高誘電率薄膜における絶縁体としてのエネルギー障壁、誘電率の時間的安定性、SiO_2との界面で生ずる電気的ダイポール層の決定的確認、希土類金属酸化膜の吸湿性に対する一般的理解、あるいは新しい半導体材料(Ge)に対する絶縁膜(GeO_2)の欠陥生成機構に関する実験的証拠を確認できた。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (19件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Counter Dipole Layer Formation in Multi-layer High-k Gate Stacks2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hibino, T. Nishimura, K. Nagashio, K. Kita, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher-k Scalability and Leakage Current Reduction of SiO_2-Doped HfO_2 in Direct Tunneling Regime2011

    • 著者名/発表者名
      K. Tomida, K. Kita, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 111502

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Opportunity for Phase-controlled Higher-k HfO_22011

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, Y. Nakajima, and K. Kita
    • 雑誌名

      ECS-Trans.

      巻: 41(7) ページ: 125-136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial Dipole at High-k Dielectric/SiO_2 Interface : X-ray PhotoelectronSpectroscopy Characteristics2011

    • 著者名/発表者名
      L. Q. Zhu, K. Kita, T. Nishimura, K. Nagashio, S. K. Wang, and A. Torium
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 031502

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Dipole Layer Formed at High-k Dielectrics/SiO_2 Interface with X-ray Photoelectron Spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      L. Q. Zhu, K. Kita, T. Nishimura, K. Nagashio, S. K. Wang, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp.

      巻: 3 ページ: 061501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic analysis of moistureabsorption phenomena in high-permittivity oxides as gate dielectrics of advanced complementary-metal-oxide-semiconductor devices2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhao, K. Kita, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 96 ページ: 242901

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamics and kinetics for suppression of GeO desorption by high pressure oxidation of Ge2009

    • 著者名/発表者名
      K. Nagashio, C. H. Lee, T. Nishimura, K. Kita, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      MRS Symp. Proc.

      巻: 1155 ページ: 06-02

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric and electrical properties of amorphous La_<1-x> Ta_xO_y films as higher-k gate insulators2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhao, K. Kita, K. Kyuno, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 105 ページ: 34103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Band gap enhancement and electrical properties of La_2O_3 films doped with Y_2O_3 as high-k gate insulators2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhao, K. Kita, K. Kyuno, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 94 ページ: 042901

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of high-k/germanium interface properties through selection of high-k materials and suppression of GeO volatilization2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kita, T. Takahashi, H. Nomura, S. Suzuki, T. Nishimura and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci.

      巻: 254 ページ: 6100-6105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Significant Shift of Schottky Barrier Heights at Strongly Pinned Metal/Germanium Interface by Inserting an Ultra-Thin Insulating Film2008

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, K. Kita, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp.

      巻: 1 ページ: 51406-1-51406-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Internal Photoemission over HfO_2 and Hf_<1-x> Si_xO_2 High-k Insulating Barriers : Band Offset and Interfacial Dipole Characterization2008

    • 著者名/発表者名
      J. Widiez, K. Kita, K. Tomida, T. Nishimura, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 47 ページ: 2410-2414

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of La-Induced Flat band Voltage Shift in Metal/HfLaO_x/SiO_2/Si Capacitors2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, K. Kita, K. Kyuno and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 46(11) ページ: 7251-7255

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for strong Fermi-level pinning due to metal-induced gap states at metal/germanium interface2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, K. Kita, and A. Toriumi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 91 ページ: 123123

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of and Solutions to Moisture Absorption of Lanthanum Oxide as High k Gate Dielectric2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhao, K. Kita, K. Kyuno and A. Toriumi
    • 雑誌名

      ECS-Trans.

      巻: 6(1) ページ: 141-148

    • 査読あり
  • [学会発表] Counter Dipole Layer Formation in SiO_2/High-k/SiO_2/Si Gate Stacks2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hibino, T. Nishimura, K. Nagashio, K. Kita and A. Toriumi
    • 学会等名
      Silicon Nanoelectronics Workshop(2012)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2012-06-10
  • [学会発表] Control of Ge/High-k Interface for Ge CMOS Technology(invited)2012

    • 著者名/発表者名
      K. Kita, S. K. Wang, T. Tabata, C. H. Lee, T. Nishimura, K. Nagashio and A. Toriumi
    • 学会等名
      39th Conf. Physics and Chemistry of Surfaces and Interfaces,(PCSI-39)
    • 発表場所
      Santa Fe, USA
    • 年月日
      2012-01-25
  • [学会発表] Material Potential and Scalability Challenges of Germanium CMOS2011

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, C. H. Lee, S. K. Wang, T. Tabata, M. Yoshida, D. D. Zhao, T. Nishimura, K. Kita, and K. Nagashio
    • 学会等名
      2011 IEEE International Electron Device Mtg.(IEDM2011)
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2011-12-07
  • [学会発表] Phase Transformation Kinetics of HfO_2 Polymorphs in Ultra-Thin Region2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, K. Kita, T. Nishimura, K. Nagashio, and A. Toriumi
    • 学会等名
      2011 Symposia on VLSI Technology
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2011-06-15
  • [学会発表] Direct LaLuO3/Ge Gate Stack Formation by Interface Layer Scavenging and Subsequent Low Temperature O2 Annealing2010

    • 著者名/発表者名
      T. Tabata, C. H. Lee, K. Kita, and A. Toriumi
    • 学会等名
      218th ECS Mtg.
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2010-10-13
  • [学会発表] Formation of Dipole Layers at Oxide Interfaces in High-k Gate Stacks2010

    • 著者名/発表者名
      K. Kita, L. Q. Zhu, T. Nishimura, K. Nagashio, and A. Toriumi
    • 学会等名
      218th ECS Mtg.
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2010-10-12
  • [学会発表] Experimental Demonstration of Higher-k Phase HfO2 through non-equilibrium Thermal Treatment2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, K. Kita, T. Nishimura, K. Nagashio, and A. Toriumi
    • 学会等名
      217th ECS Mtg.
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2010-04-27
  • [学会発表] Anomalous VFB Shift in High-k Gate Stacks-Is its origin at the top or bottom interface?2009

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi and T. Nabatame
    • 学会等名
      216th ECS Mtg.
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2009-10-05
  • [学会発表] On the Origin of Anomalous VTH Shift in high-k MOSFETs2009

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi and K. Kita
    • 学会等名
      215th ECS Mtg.
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2009-05-27
  • [学会発表] Intrinsic Origin of Electric Dipoles Formed at High-k/SiO_2 Interface2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kita and A. Toriumi
    • 学会等名
      2010 IEEE International Electron Device Mtg.(IEDM)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2008-12-15
  • [学会発表] Application of Advanced Atomic Layer Deposition for Understanding and Control of VTH and EOT in Metal/High-k Gate Stacks2008

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, T. Nabatame and H. Ota
    • 学会等名
      Pacific Rim Mtg. on Electrochemical and Solid-State Science
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2008-10-14
  • [学会発表] Phase Controlled HfO_2 for Higher-k Dielectrics2008

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, K. Kita, S. Migita and Y. Watanabe
    • 学会等名
      Higher-k Workshop
    • 発表場所
      Stanford Univ., USA
    • 年月日
      2008-08-22
  • [学会発表] Materials Science-based Device Performance Engineering for Metal Gate High-k CMOS2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, K. Kita, K. Tomida, Y. Zhao, J. Widiez, T. Nabatame, H. Ota and M. Hirose
    • 学会等名
      2007 International Electron Device Mtg.(IEDM)
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2007-12-12
  • [学会発表] A Significant Shift of Strongly Pinned Charge Neutrality Level at Metal/Germanium Interface by Inserting Ultra-thin Oxides2007

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, K. Kita, A. Toriumi
    • 学会等名
      38th IEEE Semiconductor Interface Specialists Conference(SISC2007)
    • 発表場所
      Arlington, USA
    • 年月日
      2007-12-10
  • [学会発表] Current Status and Perspective of High-k Gate Stack Materials Engineering for Further Scaled CMOS2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi
    • 学会等名
      212th ECS Mtg.
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2007-10-10
  • [学会発表] High-k dielectric films for advanced microelectronics2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi
    • 学会等名
      International Conf.<Micro-and Nanoelectronics 2007>
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2007-10-02
  • [学会発表] High-k dielectric films for advanced microelectronics2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi
    • 学会等名
      International Conf.<Micro-and Nanoelectronics 2007>
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2007-10-02
  • [学会発表] High-k Dielectrics and Metals on Germanium2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, K. Kita and T. Nishimura
    • 学会等名
      International Workshop on High-k Dielectrics on High Electron Mobility Channel Materials
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2007-05-25
  • [学会発表] Ternary High-k Dielectrics for Advanced CMOS2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi and K. Kita
    • 学会等名
      International Workshop on High-k Dielectrics on High Electron Mobility Channel Materials
    • 発表場所
      Taiwan
    • 年月日
      2007-05-25
  • [図書] Chap. 11 :"Interface Properties of High-k Dielectrics on Germanium Advanced Gate Stacks for High-Mobility Semiconductors2007

    • 著者名/発表者名
      A. Toriumi, K. Kita, M. Toyama and H. Nomura
    • 総ページ数
      257-267
    • 出版者
      Springer
  • [備考]

    • URL

      http://www.adam.t.u-tokyo.ac.jp/top.html

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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