ECR-Ar/N{sub}2プラズマにより形成したHfON膜の極薄膜化に関する検討

摘要

ECRスパッタ法によりp/p{sup}+-Si(100)基板上に堆積したHfO{sub}2薄膜を、ECR-Ar/N{sub}2プラズマ窒化することにより形成したHfO{sub}xN{sub}y薄膜の極薄膜化に関する検討を行った。 HfO{sub}2堆積前に化学酸化膜を0.7nm形成し、1.0nmのHfO{sub}2を堆積した後にECR-Ar/N{sub}2プラズマを60秒照射して得られたHfO{sub}xN{sub}y膜において、窒素雰囲気中のPDAプロセスにおける低誘電率界面層の形成が抑制されることが分かった。1000℃/60秒の窒素中PDAを行うことにより基板のSiが拡散し、比較的高い誘電率を有するHfSiON薄膜が形成され、EOT 1.5nm、リーク電流値1.8×10{sup}(-1) A/cm{sup}2@V{sub}(FB)-1 Vが得られた。 また、化学酸化膜形成後に堆積するHfO{sub}2を0.5nmとし、ECR-Ar/N{sub}2プラズマを30秒照射し、1000℃/60秒の窒素中PDAを行うことにより形成したHfSiONにおいては、EOT 1.2nm、リーク電流値5.5×10{sup}(-2) A/cm{sup}2@V{sub}(FB)-1 Vが得られた。