[23p-12J-1~10] 13.5 Semiconductor devices/ Interconnect/ Integration technologies

1:45 PM - 2:15 PM JST(4:45 AM - 5:15 AM UTC)

[23p-12J-2] [The 15th Silicon Technology Division Paper Award] Fabrication technique of ferroelectric Hf_xZr_1−xO₂ thin films using ALD-ZrO₂ nucleation layers and its application to MFS structures

〇Takashi Onaya^1,2,3,4, Toshihide Nabatame³, Mari Inoue³, Tomomi Sawada³, Hiroyuki Ota², Yukinori Morita² (1.GSFS, The Univ. of Tokyo, 2.AIST, 3.NIMS, 4.JSPS Research Fellow PD)

Keywords:

ferroelectric thin film,atomic layer deposition (ALD),nucleation layer

我々はこれまでに原子層堆積(ALD)法により成膜した多結晶ZrO₂薄膜を強誘電体Hf_xZr_1−xO₂ (HZO)薄膜の核生成層(ZrO₂-NL)として用いることで強誘電相である直方晶(O)相の形成が促進され、高い残留分極値を示すことを報告した。本研究では、次世代不揮発性メモリとして有望な強誘電体電界効果トランジスタの基本構造である金属/強誘電体/半導体(MFS)構造に、ALD-ZrO₂-NL技術を応用することで、低温熱処理(300°C)でのO相の形成及び優れた書き換え特性を実現した。