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J-GLOBAL ID：201702223446866564   整理番号：17A0132719

InAlN/GaNおよびAlGaN/GaNの金属-絶縁体-半導体ヘテロ接合構造の三元誘電体ゲート絶縁膜のための,原子層堆積法によるTiO₂へのAlもしくはHfの取り込み

Incorporation of Al or Hf in atomic layer deposition TiO₂ for ternary dielectric gate insulation of InAlN/GaN and AlGaN/GaN metal-insulator-semiconductor-heterojunction structure

著者 (4件)： Colon Albert (Department of Electrical and Computer Engineering, University of Illinois at Chicago, Suite 1020 SEO, 10th Floor, 851 S Morgan St., Chicago, Illinois 60607) ,  Stan Liliana (Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory, 9700 S-Cass Ave, Argonne, Illinois 60439) ,  Divan Ralu (Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory, 9700 S-Cass Ave, Argonne, Illinois 60439) ,  Shi Junxia (Department of Electrical and Computer Engineering, University of Illinois at Chicago, Suite 1020 SEO, 10th Floor, 851 S Morgan St., Chicago, Illinois 60607)
資料名： Journal of Vacuum Science & Technology. A. Vacuum, Surfaces and Films  (Journal of Vacuum Science & Technology. A. Vacuum, Surfaces and Films)
巻： 35  号： 1  ページ： 01B132-01B132-6  発行年： 2017年01月 
JST資料番号： C0789B  ISSN： 0734-2101  CODEN： JVTAD6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本稿では,GaN系素子のための比誘電率の高いゲート絶縁膜について検討した。高κ絶縁膜としてのTiO₂の開発は,通常,薄膜の漏れ電流と温度安定性に関しては妥協している。本研究では,AlGaN/GaNおよびInAlN/GaNという二種類の下地上に原子層堆積法にて,TiO₂に対し,Al₂O₃を混合しTi-Al-O化合物薄膜,もしくはHfO₂を混合しTi-Hf-Oの化合物薄膜を形成した。AlもしくはHfの濃度を変化させ,三元化合物の組成の影響を調べ,AlもしくはHfの濃度を増すにつれ漏れ電流が減少することがわかった。TiO₂の参照試料にくらべ,45%という最大のAl濃度では約2桁,31%というHfの最大濃度では2桁以上,漏れ電流が減少する。AlもしくはHfの濃度を増すにつれ比誘電率は減少するが,調査した濃度範囲では49までの高い値を維持している。絶縁膜の結晶化温度についても検討し,結晶化温度は組成と含有量の双方に依存することがわかった。Al濃度45%のTi-Al-O薄膜では,結晶化温度は600°Cまで上昇し,これは参照したTiO₂薄膜よりはるかに高い。AlGaN/GaNおよびInAlN下地の双方の上で,種々の絶縁膜の界面トラップ密度を調査した。35%のHfを含むTi-Hf-Oの化合物の場合に2.2×10¹²eV^-1cm^-2という最小のトラップ密度を見出した。結論として,今回の研究で,絶縁膜の他の性能を改善しつつも,TiO₂の望みの高κ特性は維持できることを示した。更に,Ti-Hf-O化合物は全体としてTi-Al-O化合物より優れた特性を示す。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *窒化ガリウム ,  *アルミニウム化合物 ,  ガリウム化合物 ,  窒化物 ,  *インジウム化合物 ,  化合物半導体 ,  半導体薄膜 ,  *MOS構造 ,  ヘテロ接合 ,  *絶縁膜 ,  誘電体薄膜 ,  *化学蒸着 ,  *酸化チタン ,  *混合物 ,  酸化アルミニウム ,  酸化ハフニウム ,  *漏れ電流 ,  誘電率 ,  晶出温度 ,  *ゲート絶縁膜
準シソーラス用語： 結晶化温度 ,  *原子層堆積 ,  窒化インジウムアルミニウム ,  窒化ガリウムアルミニウム ,  比誘電率

分類 (1件)： トランジスタ  (NC03070N)

タイトルに関連する用語 (12件)： InAlN ,  GaN ,  AlGaN ,  絶縁体 ,  半導体ヘテロ接合 ,  誘電体 ,  ゲート絶縁膜 ,  原子層堆積法 ,  TiO2 ,  Al ,  HF ,  取り込み