| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | Ru/Ti bilayer metal electrode를 이용한 게이트 일함수 조절 |
| 초록 | 현재 게이트 절연체의 전극으로 NMOS 및 PMOS의 경우 각각 N형 poly-Si과 P형 poly-Si을 이용하여 dual work function을 가질 수 있게 설계되고 있다. 이 경우 poly-Si 내의 poly depletion으로 인하여 EOT(Equivalent Oxide Thickness) 증가 및 열처리 시 게이트 유전체와 계면으로 Boron 확산이 일어나 트랜지스터의 성능을 저하시킨다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위해 50nm 이하의 차세대 MOSFET의 게이트 전극으로서 metal gate electrode에 대한 연구가 관심의 대상이 되고 있다. 그러나 metal gate electrode를 사용하기 위해서는 트랜지스터 공정의 저온화 및 게이트 절연막과의 전기적/열적 안정성 그리고 낮은 비저항 및 적절한 일함수를 가지는 물질의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 metal gate electrode의 일함수를 조절하여 NMOS 및 PMOS에 모두 적용 가능한 물질 및 구조를 개발하기 위해 게이트 절연체 위에 bilayer metal gate electrode를 도입하였다. 각 metal electrode의 두께를 변화시켜서 일함수(work function) 조절 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 SiO2를 유전막으로 사용하였으며, Si wafer 위에 thermal oxidation 방법으로 60~120Å 두께의 SiO2 유전막을 성장시켰다. 유전막 위에는 다양한 두께 비율을 가지는 Ru/Ti stack의 bilayer metal electrode 구조를 sputter로 증착한 후, FGA(Forming Gas Annealing)을 수행하였다. C-V(Capacitance-Voltage) 측정을 통해 Ru/Ti stack에서의 metal 두께에 따른 flatband voltage의 변화를 관찰하였으며, Ru/Ti 두께비에 따라 일함수가 조절될 수 있음을 확인하였다. |
| 저자 | 고한경, 이태호, 박인성, 김경래, 이상설, 안진호 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | workfunction; metal gate electrode; MOSFET |
