Si基板上に堆積した酸窒化ランタン膜の吸湿性の検討

摘要

現在、半導体デバイスの微細化に伴うMOSトランジスタのゲート絶縁膜の薄膜化により、直接トンネル効果によるリーク電流や、ホウ素の拡散によるデバイスの性能低下が引き起こされ、従来のSiO_2膜では限界がきている。この間題の解決のため、膜厚を厚くしリーク電流を抑制しながらも、従来の静電容量を得ることのできる高誘電率材料の研究が行われている。　近年ではHf系材料が実用化されようとしているが、数年で限界に達してしまうと予測されている。そこで、次世代の絶縁膜材料としてLa系酸化物が注目されており、Hf系材料よりも優れた比誘電率、バンドギャップ、Siとの界面における熱的安定性を有しているとされている。しかし、La酸化膜は大気にさらすだけで吸湿し、比誘電率の低い物質に変化してしまう問題がある。　本研究では、界面反応及び不純物拡散を抑制するために膜中に窒素を導入し、LaOxNy膜を用いた。堆積したLa_2O_3膜及びLaO_xN_y膜についてXPS分析を行った。その後、堆積した膜に熱処理をし、大気にさらした後XPS分析を行い膜の吸湿性を検討した。