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J-GLOBAL ID：200902283301917132   整理番号：09A0192158

金属/high-k絶縁膜構造トランジスタにおいて金属結晶が閾値電圧ばらつきに及ぼす影響とその抑制

Impact of Additional Factors in Threshold Voltage Variability of Metal/High-k Gate Stacks and Its Reduction by Controlling Crystalline Structure and Grain Size in the Metal Gates

著者 (10件)： 大毛利健治 (早稲田大 ナノ理工学研究機構 ナノテクノロジー研) ,  松木武雄 (半導体先端テクノロジーズ) ,  石川大 (半導体先端テクノロジーズ) ,  諸岡哲 (半導体先端テクノロジーズ) ,  網中敏夫 (半導体先端テクノロジーズ) ,  杉田義博 (半導体先端テクノロジーズ) ,  知京豊裕 (物質・材料研究機構) ,  白石賢二 (筑波大) ,  奈良安雄 (半導体先端テクノロジーズ) ,  山田啓作 (早稲田大 ナノ理工学研究機構 ナノテクノロジー研)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 108  号： 407(SDM2008 196-205)  ページ： 1-4  発行年： 2009年01月19日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ゲート電極材料のRu-Mo合金とTiN薄膜の結晶構造を変えて,金属/high-kゲート絶縁膜構造トランジスタの閾値電圧ばらつきに与える影響を調べた。high-kゲート絶縁膜にはHfSiONを用いた。Ru-Mo合金の組成を制御して,平均粒径が4nmと20nmの場合を比較し,粒径が大きい試料では,閾値分布の幅が大きいことが分かった。Ru50Mo50合金にCを5%添加した試料では,XRD回折強度はほぼ消滅し,合金はアモルファス性の薄膜に変化した。この合金を用いたトランジスタの閾値ばらつきは減少した。TiN薄膜についても,Cの添加によりXRDスペクトルのピークは減少し,粒径の減少を示した。そして,Cを5%添加したトランジスタの閾値電圧ばらつきにおいて,不純物濃度依存性が顕在化することを観察したので,結晶構造と結晶粒径の影響は大きく減少したことが分かった。

シソーラス用語： 金属薄膜 ,  *MOSFET ,  金属結晶 ,  電圧 ,  分散【variance】 ,  ゲート【半導体】 ,  *結晶構造 ,  非晶質 ,  モリブデン合金 ,  ルテニウム含有合金 ,  窒化物 ,  チタン化合物 ,  炭素 ,  添加物効果
準シソーラス用語： 閾値電圧

分類 (2件)： トランジスタ  (NC03070N) ,  金属の結晶構造  (BK06000V)

引用文献 (5件)：

• TAKEUCHI, K. Understanding Random Threshold Voltage Fluctuation by Comparing Multiple Fabs and Technologies. IEDM, 2007. 2007, 467
• FUKUTOME, H. Suppression of Poly-Gate-Induced Fluctuations in Carrier Profiles of Sub-50nm MOSFETs. IEDM, 2006. 2006, 281
• OHMORI, K. Wide Controllability of Flatband Voltage by Tuning Crystalline Microstructures in Metal Gate Electrodes. IEDM, 2007. 2007, 345
• ISHIKAWA, D. Production-Worthy HfSiON Gate Dielectric Fabrication Enabling EOT Scalability Down to 0.86 nm and Excellent Reliability by Polyatomic Layer Chemical Vapor Deposition Technique. SSDM, 2007. 2007, 846
• MICHAELSON, H. B. The work function of the elements and its periodicity. J. Appl. Phys. 1977, 48, 4729

タイトルに関連する用語 (5件)： 絶縁膜 ,  トランジスタ ,  金属結晶 ,  閾値電圧 ,  ばらつき