光電子分光法による高誘電率ゲート絶縁膜/歪GeおよびSiチャネルの界面構造の決定

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560035
• 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: 東京都市大学
• 研究代表者: 野平 博司 東京都市大学, 工学部, 教授 (30241110)
• 連携研究者: 澤野 憲太郎 東京都市大学, 工学部, 講師 (90409376)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 歪チャネル / 硬X線光電子分光法 / 高誘電率膜ゲート絶縁膜 / 高移動度チャネル / Ge / 界面構造

研究概要

角度分解X線光電子分光法を用いての熱処理とSi-capの厚さの違いがHfO_2/Si-cap/歪みGe/SiGe/Si構造の組成と化学結合状態に及ぼす影響を調べた。その結果、Ge 2p、Si 1sおよびHf 3d光電子スペクトルの解析から、本実験の条件では、Si-cap層が3～5 nmおよびSi-cap層が2nmでかつ熱処理前のとき、下層の歪みGe層の酸化を抑えられること、言い換えると歪みGe層の酸化の抑制には、未酸化のSiがGe上に存在することが必要であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] XPS Study on Chemical Bonding States of high-κ/high-μGate Stacks for Advanced CMOS (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira, Arata Komatsu, Koji Yamashita, Kuniyuki Kakushima, Hiroshi Iwai, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, and Yasuhiro Shiraki
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., ECS Transactions 巻: Vol.41 ページ: 137-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Chemical Bonding States at high-κ/Si and high-κ/Ge Interfaces by XPS (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira
  • 雑誌名: Proceedings of 2010 10th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology 巻: 2(3) ページ: 990-993
• [雑誌論文] Study of HfO_2/Si/Strained-Ge/SiGe Using Angle Resolved X-ray Photoelectron Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Arata Komatsu, Kentarou Nasu, Yusuke Hoshi, Toru Kurebayashi, Kentarou Sawano, Maksym Myronov, Hiroshi Nohira, and Yasuhiro Shiraki
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., ECS Transactions 巻: Vol.33, No.3 ページ: 467-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] XPS Study on Chemical Bonding States of High-k Gate Stacks for Advanced CMOS (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira
  • 雑誌名: Electrochemical Society Inc., ECS Transactions 巻: Vol.28, No.2 ページ: 129-137
  • 査読あり
• [学会発表] Si-capによるHfO_2/歪みGe界面のHfジャーマネイト形成の抑制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小松新, 多田隼人, 渡邉将人, 那須賢太郎, 星祐介, 榑林徹, 澤野憲太郎, ミロノフマクシム, 白木靖寛, 野平博司
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 角度分解硬X線光電子分光法によるHfO_2/Si/歪みGe/SiGe構造の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野平博司, 小松新, 那須賢太郎, 星裕介, 榑林徹, 澤野憲太郎, マクシムミロノフ, 白木靖寛
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究会報告シリコン材料・デバイス
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] 角度分解X線光電子分光法によるHfO_2/Si/歪みGe/SiGe構造の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小松新, 那須賢太郎, 星裕介, 榑林徹, 澤野憲太郎, マクシムミロノフ, 野平博司, 白木靖寛
  • 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特別研究会「ゲートスタック研究会-材料・プロセス・評価の物理-」(第16回研究会)(旧「極薄シリコン酸化膜の形成・評価・信頼性」研究会)
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
  • 年月日: 2011-01-22
• [学会発表] Study on Chemical Bonding States at high-κ/Si and high-κ/Ge Interfaces by XPS (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira
  • 学会等名: 2010 10th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit
  • 発表場所: 上海(中国)
  • 年月日: 2010-11-03
• [学会発表] Study of HfO_2/Si/Strained-Ge/SiGe Using Angle Resolved X-ray Photoelectron Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Arata Komatsu, Kentarou Nasu, Yusuke Hoshi, Toru Kurebayashi, Kentarou Sawano, Maksym Myronov, Hiroshi Nohira, and Yasuhiro Shiraki
  • 学会等名: 218th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Las Vegas, NV, USA
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] 角度分解X線光電子分光法によるHfO_2/Si/歪Ge/SiGe構造の評価II (2010)
  • 著者名/発表者名: 小松新, 那須賢太郎, 星裕介, 榑林徹, 澤野憲太郎, ミロノフマクシム, 野平博司, 白木靖寛
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] XPS Study on Chemical Bonding States of High-k Gate Stacks for Advanced CMOS (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nohira
  • 学会等名: 217th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2010-04-27
• [学会発表] 角度分解X線光電子分光法によるHfO_2/Si/歪Ge/SiGe構造の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小松新, 那須賢太郎, 星裕介, 榑林徹, 澤野憲太郎, マクシムミロノフ, 野平博司, 白木靖寛
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学・湘南キャンパス
  • 年月日: 2010-03-18