パルスレーザーァニールによるHfO_2薄膜の非平衡結晶化

摘要

近年HfO_2は高誘電率ゲート絶縁膜として実用化されており、さらなる高性能化の 方針としては比誘電率が50を超えると予測されているtetragonaけ目ひ相)[1]のみを発現させるとい うことが考えられる。このことはDRAMキャパシタの高容量化を考える上でも極めて重要であ る。しかしながらアンドープHf02ではけ目から低誘電率相であるmonoclinic相(m相)への転移が 容易に進行するため、f相のみを安定化するのは困難である。HfO_2を熱処理する際急速に昇温す ることで？相を含む高対称相の割合が増加すること[2]を踏まえ、高速昇降温の熱処理をすること によって？相を実現できるのではないかという方針のもと、ナノ秒スケールでの昇温や急冷が可 能となるパルスレーザーァニール(PLA; pulse laser anneal)を用いてHfO_2に熱処理を施した結果を 報告する。