ゾル溶液に依存したゾル-ゲル誘導及び結晶化HfO<sub>2</sub>薄膜の特性

SHIMIZU Hirofumi; NEMOTO Daiki; IKEDA Masanori; NISHIDE Toshikazu

文献

J-GLOBAL ID：201102224091383484 整理番号：11A0143255

ゾル溶液に依存したゾル-ゲル誘導及び結晶化HfO₂薄膜の特性

Characteristics of Sol-Gel-Derived and Crystallized HfO₂ Thin Films Dependent on Sol Solution

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著者 (4件)： , , ,
資料名：
巻： 49 号： 12 ページ： 121502.1-121502.8 発行年： 2010年12月25日
JST資料番号： G0520B ISSN： 0021-4922 CODEN： JJAPB6 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

触媒としてギ酸(HCOOH)か,硝酸(HNO₃)のどちらかを用いた,30分間,350,450,550,及び700°Cで空気中で焼いたシリコン基板上のゾル-ゲル誘導二酸化ハフニウム(HfO₂)膜を研究した。450°C以下において,両膜は非晶質で,近似的に8~10nm厚であった。単斜晶構造(-111)がHCOOHゾルにおいて560°Cで起こることがわかった。HNO₃ゾルにおいて,単斜晶構造(-111)及び(111)への結晶化が,470°Cにおいて起こった。各ゾル溶液を用いたゾル-ゲル誘導HfO₂薄膜の温度プログラム脱離曲線は,物理吸着H₂O,化学吸着OH,及び/あるいはHfO₂膜におけるHf-OH結合により引き起こされる五つの明確なH₂O脱離成分に分離した。これらの成分に基づいて,H₂O脱離機構を説明するモデルを提案した。ゾル-ゲル誘導HfO₂膜の誘電率(相対誘電率:ε_HfO2)は,計算により11であり,EOTは2.1nmと推定され,改善される必要があった。先端集積相補型金属-酸化物-半導体(CMOS)素子における代替ゲート絶縁体として,ゾル-ゲルHfO₂膜の非晶質状態は,もし,H₂O脱離が実現し,他の欠陥が除去されるならば,両ゾル溶液にとって有望である。(翻訳著者抄録)

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酸化物薄膜 , 誘電体一般

引用文献 (29件)：

L. C. Feldman, E. P. Gusev, and E. Garfunkel: in Fundamental Aspects of Ultrathin Dielectrics on Silicon Based Devices, ed. E. Garfunkel, E. P. Gusev, and A. Vul (Kluwer, Dordrecht, 1998) p. I.
B. H. Lee, L. Kang, R. Nieh, W.-J. Qi, and J. C. Lee: Appl. Phys. Lett.76(2000)1926.
G. D. Wilk, R. M. Wallace, and J. M. Anthony: J. Appl. Phys.87(2000)484.
G. D. Wilk, R. M. Wallace, and J. M. Anthony: J. Appl. Phys.89(2001)5243.
J. J. Yu, Q. Fang, J.-Y. Zhang, Z. M. Wang, and I. W. Boyd: Appl. Suf. Sci.208-209(2003)676.

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ゾル溶液に依存したゾル-ゲル誘導及び結晶化HfO2薄膜の特性

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