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J-GLOBAL ID：202102291452215227   整理番号：21A0003211

GaN上の原子層蒸着Al_2O_3膜の信頼性に及ぼす堆積後アニーリング効果【JST・京大機械翻訳】

Postdeposition annealing effect on the reliability of atomic-layer-deposited Al₂O₃ films on GaN

著者 (4件)： Horikawa Kiyotaka (Faculty of Science and Engineering, Waseda University, 3-4-1 Okubo, Shinjuku, Tokyo 169-8555, Japan) ,  Okubo Satoshi (Faculty of Science and Engineering, Waseda University, 3-4-1 Okubo, Shinjuku, Tokyo 169-8555, Japan) ,  Kawarada Hiroshi (Faculty of Science and Engineering, Waseda University, 3-4-1 Okubo, Shinjuku, Tokyo 169-8555, Japan) ,  Hiraiwa Atsushi (Research Organization for Nano and Life Innovation, Waseda University, 513 Waseda-tsurumaki, Shinjuku, Tokyo 162-0041, Japan)
資料名： Journal of Vacuum Science & Technology. B. Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena  (Journal of Vacuum Science & Technology. B. Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena)
巻： 38  号： 6  ページ： 062207-062207-14  発行年： 2020年 
JST資料番号： E0974A  ISSN： 2166-2746  CODEN： JVTBD9  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： 原子層蒸着(ALD)Al_2O_3は,高速かつ高出力スイッチング動作に対して重要性を増しているワイドバンドギャップ半導体デバイスのための有望なゲート絶縁材料である。本研究では,ALD-Al_2O_3/GaN金属-絶縁体-半導体キャパシタの信頼性に及ぼす堆積後アニーリング(PDA)効果を包括的に報告した。Al_2O_3成長のための高温(450°C)ALDは,キャパシタのバイアス不安定性(BI)の低減およびAl_2O_3膜におけるPDAに起因するブリスタの抑制に有効であった。高温Al_2O_3キャパシタのBIは,高温においてPDAにより顕著に低下した。キャパシタの伝導電流も800°CでPDAによって減少し,2桁高かった。しかし,高温PDAは,正のフラットバンド電圧シフトを引き起こし,キャパシタの絶縁破壊までの時間と1×1011から3×1012cm-2eV-1までの界面状態密度を増加させ,C-V特性の大きな周波数分散を引き起こした。界面状態密度の増加は,PDAによる前述のフラットバンド電圧シフトの主な原因であり,一方,応力誘起フラットバンド電圧シフトは,主に負のAl_2O_3帯電によるものであった。文献と一致して,透過型電子顕微鏡観察は,800°CでのアニーリングによるAl_2O_3膜の結晶化を示し,Al_2O_3膜におけるいくつかの結晶欠陥への破壊までの時間分布の増大を示した。したがって,最良のPDA効果は700°Cで達成され,200°Cの運転でBIを半分減少させた。このPDAに対して,コンデンサの絶縁破壊寿命は,200°Cの高温でさえ,非アニール試料のものと同様に,同じであると確認され,それは,20年の信頼性目標にわたって,3MV/cmの定格で300年に達した。ALD-Al_2O_3/GaNキャパシタを実際の使用に置くために,PDAは接触形成前に実行され,それらのBIは,その長期予測を同時に実行して,さらに改善する必要がある。Copyright 2021 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 結晶化 ,  高温 ,  格子欠陥 ,  コンデンサ ,  *焼なまし ,  絶縁破壊 ,  帯電 ,  電流 ,  半導体 ,  *信頼性 ,  絶縁材料 ,  *窒化ガリウム ,  絶縁体
準シソーラス用語： フラットバンド電圧 ,  界面状態密度 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 金属-絶縁体-半導体構造  (BM03085X) ,  酸化物薄膜  (BK14050P)

タイトルに関連する用語 (4件)： GaN ,  原子層蒸着 ,  堆積 ,  アニーリング効果