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Thermal Stability and Electrical Properties of HfOxNy Gate Dielectrics with TaN Gate Electrode 원문보기

Transactions on electrical and electronic materials, v.4 no.3, 2003년, pp.34 - 37  

Kim Jeon-Ho (Department of Materials Engineering, Chungnam National University) ,  Choi Kyu-Jeong (Department of Materials Engineering, Chungnam National University) ,  Seong Nak-Jin (Department of Materials Engineering, Chungnam National University) ,  Yoon Soon-Gil (Department of Materials Engineering, Chungnam National University) ,  Lee Won-Jae (Research Center for Electronic Ceramics (RCEC), Department of Advanced Materials Engineering, Dong-Eui University) ,  Kim Jin-dong (DNF Solution Co., Ltd) ,  Shin Woong-Chul (Basic Research Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute, Daeduk Science Town) ,  Ryu Sang-Ouk (Basic Research Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute, Daeduk Science Town) ,  Yoon Sung-Min (Basic Research Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute, Daeduk Science Town) ,  Yu Byoung-Gon (Basic Research Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute, Daeduk Science Town)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

[ $HfO_2$ ] and $HfO_xN_y$ films were deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition using $Hf[OC(CH_3)_3]_4$ as the precursor in the absence of $O_2$. The crystallization temperature of the $HfO_xN_y$ films is higher than that of the

주제어

#High-k gate dielectric   #TaN gate electrode  

AI 본문요약
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제안 방법

  • The crystal structure of HfO2 and HfOxNy films was examined using x-ray diffraction (XRD; Rigaku, D/MAX-RC, Japan). The physical thickness of the HfO2 or HfOxNy thin film was measured using Ellipsometry.

이론/모형

  • In order to avoid the damage at HfO2 or HfOxNy/Si interface by plasma, thermal deposition of HfO2 without plasma was performed at initial stage (around 1 minute) and then deposition by plasma was performed after 1 minute[5]. The TaN gate electrode was deposited using a reactive de magnetron sputtering method. The deposition conditions were at a room temperature, a pressure of 5 mTorr, and a gas flow rate ratio (N2/Ar) of 0.
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참고문헌 (10)

  1. International Technology Roadmap for Semiconductors (Semiconductor Industry Association, San Jose, CA 2002); http://public.itrs.net 

  2. D. A Buchanan, 'Scaling the gate dielectric: materials, integration, and reliability', IBM J. Res. Develop., Vol. 43, No.3, p. 245, 1999 

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  3. B. H. Lee, L. Kang, W. J. Qi, R. Nieh, Y. Jeon, K. Onish, and J. C. Lee, 'Ultrathin hafnium oxide with low leakage and excellent reliability for alternative gate dielectric application', Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet., p. 133, 1999 

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  5. K. J. Choi, J. B. Park, and S. G. Yoon, 'Control of the interfacial layer thickness in hafnium oxide gate dielectric grown by PECVD', J. Electrochem. Soc., Vol. 150, No.4, p. F75, 2003 

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  6. S. J. Lee, H. F. Luan, W. P. Bai, C. H. Lee, T. S. Jeon, Y. Senzaki, D. Roberts, and D. L. Kwong, 'High quality ultra thin CVD Hf02 gate stack with Poly-Si gate electrode', Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet., p. 31, 2000 

  7. S. Jeon, C. J. Choi, T. Y. Seong, and H. Hwang, 'Electrical characteristics of ZrOxNy prepared by NH3 annealing', Appl. Phys. Lett., Vol. 79, No.2, P 245,2001 

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  8. C. S. Kang, H. J. Cho, Katsunori, R Nieh, R. Choi, S. Gopalan, S. Krishnan, J. H. Han, and J. C. Lee, 'Bonding states and electrical properties of ultrathin HfOxNy gate dielectrics', Appl. Phys. Lett. Vol. 81, No. 14, p. 2593, 2002 

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  9. C. H. Choi, S. J. Rhee, T. S. Jeon, N. Lu, J. H. Sim, R. Clark, M. Niwa, and D. L. Kwong, 'Thermally stable CVD HfOxNy advanced gate dielectrics with Poly Si gate electrode', Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet., p. 857,2003 

  10. J. R. Hauser and K. Ahmed, Characterization and Metrology for ULSI Technology, AlP, New York, p. 235, 1998 

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