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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2022-10-19 17:20 強誘電性ノンドープHfO2薄膜を用いたMFSFETのしきい値電圧制御に関する検討 ○田沼将一・Joong-Won Shin・大見俊一郎（東工大）  SDM2022-63 |
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| 抄録 | （和） | 強誘電性HfO2薄膜は、従来の強誘電体材料では困難であったSi基板上への形成が可能であり、強誘電体ゲートトランジスタへ(MFSFET)の応用が期待されている。しかし、異種元素を添加することにより高い結晶化温度が必要になりSiO2界面層が形成されること、またしきい値電圧のばらつきという課題がある。本研究では、膜厚5 nmの強誘電性ノンドープHfO2薄膜を用いたMFSFETのしきい値電圧制御に関する検討を行った。MFSダイオードにおいて、フィールド酸化膜を導入することにより、エッチングダメージの影響が抑制され、周波数分散が抑制されることが分かった。また、MFSFETにおいて、ゲートパターニング時のエッチングダメージがあるものの、堆積レートを制御することにより、S値107 mV/dec.および飽和移動度136 cm2/(Vs)と得られた。さらに、±3.5 V/10 μsの入力パルスによりしきい値電圧のシフトが確認でき、±3.5 V/100 msのP/Eパルスを入力することにより、0.34 VのMWが得られた。したがって、エッチングダメージを低減することにより、デバイス特性をさらに改善できると考えられる。 |
| （英） | Ferroelectric HfO2 thin films are able to be formed on Si substrate, which is difficult for conventional materials due to its Si-incompatibility, and are expected to be applied for metal-ferroelectric-semiconductor field-effect-transistors (MFSFETs). However, SiO2 interfacial layer (IL) was unintentionally formed between HfO2 and Si substrate, because of high crystallization temperature caused by the doping such as Si or Zr. In this study, we investigated the threshold voltage (VTH) control of MFSFET utilizing 5 nm-thick ferroelectric nondoped HfO2. It was found that the frequency dispersion was suppressed by introducing field oxide, which reduced the wet etching damage. MFSFET was fabricated with deposition rate of 6.0 nm/min, and subthreshold swing (SS) of 107 mV/dec. and saturation mobility (μsat) of 136 cm2/(Vs) were obtained. Furthermore, pulse input of ±3.5 V/10 μs found to control the VTH. The memory window (MW) of 0.34 V was obtained by the pulse amplitude and width of ±3.5 V/100 ms. | |
| キーワード | （和） | 強誘電性ノンドープHfO2 / RFマグネトロンスパッタ法 / しきい値電圧制御 / / / / / |
| （英） | Ferroelectric nondoped HfO2 / RF magnetron sputtering / Threshold voltage control / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 122, no. 215, SDM2022-63, pp. 38-42, 2022年10月. | |
| 資料番号 | SDM2022-63 | |
| 発行日 | 2022-10-12 (SDM) | |
| ISSN | 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 | SDM2022-63 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
| 開催期間 | 2022-10-19 - 2022-10-19 |
| 開催地（和） | オンライン開催に変更 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | プロセス科学と新プロセス技術 |
| テーマ（英） | Process Science and New Process Technology |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SDM |
| 会議コード | 2022-10-SDM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 強誘電性ノンドープHfO2薄膜を用いたMFSFETのしきい値電圧制御に関する検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A study on threshold voltage control of MFSFET utilizing ferroelectric nondoped HfO2 thin films |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 強誘電性ノンドープHfO2 / Ferroelectric nondoped HfO2 |
| キーワード(2)（和/英） | RFマグネトロンスパッタ法 / RF magnetron sputtering |
| キーワード(3)（和/英） | しきい値電圧制御 / Threshold voltage control |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| 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） | 田沼 将一 / Masakazu Tanuma / タヌマ マサカズ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | Joong-Won Shin / Joong-Won Shin / |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大見 俊一郎 / Shun-ichiro Ohmi / オオミ シュンイチロウ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Tech) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2022-10-19 17:20:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SDM |
| 資料番号 | SDM2022-63 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | no.215 |
| ページ範囲 | pp.38-42 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2022-10-12 (SDM) |
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