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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2008-06-10 10:30 Ru/HfSiONゲートスタックのバックサイドX線光電子分光分析 ～ Ruの実効仕事関数変化の起源 ～ ○森 大樹・大田晃生・吉永博路・宮崎誠一（広島大）・門島 勝・奈良安雄（半導体先端テクノロジーズ）  SDM2008-50 エレソ技報アーカイブへのリンク：SDM2008-50 |
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| 抄録 | （和） | 厚さ1~6nmのSiO2もしくは厚さ0.7nmのSiON上に、~2.5nmのHfSiONを形成後、仕事関数制御メタルとしてのRu層（厚さ10nm）の堆積に引き続いてW層（厚さ50nm）を形成した。試料裏面側からSi基板をウェットエッチングにより除去し、Ruの実効仕事関数および化学結合状態をゲート絶縁膜越しにX線光電子分光法により評価した。Ru/HfSiON/SiO2ゲートスタックにおいて、Ruゲートの実効仕事関数値は、下地SiO2膜厚が6nmの試料では、真空仕事関数値(~4.95eV)と同等な~4.96eVであるのに対して、下地SiO2膜厚~1nmでは約0.2eV低下する。同様に、下地SiON層の場合も、~0.25eVの実効仕事関数値の低下が観測された。実効仕事関数低下が認められた下地SiO2(1nm)およびSiON(0.7nm)の試料において、バックサイド側からの絶縁膜層薄膜化過程で、実効仕事関数値や内部ポテンシャルの変化は観測されなかった。また、室温でのUV-O3処理により、Ruを酸化させることなく、Ruの実効仕事関数値が真空仕事関数値に回復することが明らかになった。HfSiON/下地酸化層界面での酸素空孔生成がRu/HfiSiON界面近傍でのポテンシャル変化、すなわちRuの実効仕事関数変化に深く関与している可能性が高い。 |
| （英） | 2.5nm-thick HfSiON layers were deposited on thermally-grown SiO2 in the thickness range of 1 to 6nm or 0.7nm-thick SiON by an atomic layer chemical vapor deposition (ALD) method. As for the metal gate, a 10nm-thick Ru layer and a 50nm-thick W layer were formed sequentially by DC sputtering. To evaluate directly the effective work function of Ru and to characterize chemical bonding features and inner potential change in the gate stack, backside X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was performed after complete removal of the Si substrate in the area of ~0.5mm in diameter. The Ru effective work function value for the sample with 6nm-thick bottom SiO2 layer is identical to the vacuum work function value. With decreasing bottom SiO2 thickness down to 1nm, the effective work function value is reduced by about 0.2eV. And, in the case for the sample with a bottom 0.7nm-thick SiON layer, the reduction of effective work function of Ru gate was also observed. From the depth analysis of these samples, we found almost no change in the effective work function value and in the inner potential of the dielectric stack with thinning HfSiON/SiO2 layer. In addition, for the sample with a 1nm-thick bottom SiO2 layer, the effective work function value of Ru was recovered with a UV-O3 treatment. The generation of oxygen vacancies at the interface between HfSiON and SiO2 or SiON is responsible for the potential change near the Ru/HfSiON interface, namely the Ru work function change. | |
| キーワード | （和） | 仕事関数 / フェルミレベルピニング / ゲートスタック / X線光電子分光法 / バックサイドエッチング / / / |
| （英） | Work Function / Fermi Level Pinning / Gate Stack / X-ray Photoelectron Spectroscopy / Back-side Etching / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 108, no. 80, SDM2008-50, pp. 47-52, 2008年6月. | |
| 資料番号 | SDM2008-50 | |
| 発行日 | 2008-06-02 (SDM) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SDM2008-50 エレソ技報アーカイブへのリンク：SDM2008-50 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
| 開催期間 | 2008-06-09 - 2008-06-10 |
| 開催地（和） | 東京大学(生産研 An棟) |
| 開催地（英） | An401・402, Inst. Indus. Sci., The Univ. of Tokyo |
| テーマ（和） | ゲート絶縁膜、容量膜、機能膜およびメモリ技術 (応用物理学会、シリコンテクノロジ分科会、第101回研究集会「ゲートスタック構造の新展開：高移動度チャネル技術を中心に）」との合同開催） |
| テーマ（英） | Science and Sci. & Technol. for Thin Dielectrics for MIS Devices |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SDM |
| 会議コード | 2008-06-SDM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | Ru/HfSiONゲートスタックのバックサイドX線光電子分光分析 |
| サブタイトル（和） | Ruの実効仕事関数変化の起源 |
| タイトル（英） | Backside X-ray Photoelectron Spectroscopy of Ru/HfSiON Gate Stack |
| サブタイトル（英） | Origin of Change in Effective Work Function of Ru |
| キーワード(1)（和/英） | 仕事関数 / Work Function |
| キーワード(2)（和/英） | フェルミレベルピニング / Fermi Level Pinning |
| キーワード(3)（和/英） | ゲートスタック / Gate Stack |
| キーワード(4)（和/英） | X線光電子分光法 / X-ray Photoelectron Spectroscopy |
| キーワード(5)（和/英） | バックサイドエッチング / Back-side Etching |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 森 大樹 / Taiki Mori / モリ タイキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大田 晃生 / Akio Ohta / オオタ アキオ |
| 第2著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 吉永 博路 / Hiromichi Yoshinaga / ヨシナガ ヒロミチ |
| 第3著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮崎 誠一 / Seiichi Miyazaki / ミヤザキ セイイチ |
| 第4著者 所属（和/英） | 広島大学 (略称： 広島大) Hiroshima University (略称： Hiroshima Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 門島 勝 / Masaru Kadoshima / カドシマ マサル |
| 第5著者 所属（和/英） | (株) 半導体テクノロジーズ (略称： 半導体先端テクノロジーズ) Semiconductor Leading Edge Technologies .Inc (略称： Selete) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） | 奈良 安雄 / Yasuo Nara / ナラ ヤスオ |
| 第6著者 所属（和/英） | (株) 半導体テクノロジーズ (略称： 半導体先端テクノロジーズ) Semiconductor Leading Edge Technologies .Inc (略称： Selete) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2008-06-10 10:30:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SDM |
| 資料番号 | SDM2008-50 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | no.80 |
| ページ範囲 | pp.47-52 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2008-06-02 (SDM) |
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