IEEE Journal of the Electron Devices Society
Energy-Efficient Annealing Process of Ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 Capacitor Using Ultraviolet-LED for Green Manufacturing
HIROTAKA YAMADA 1,3, SATORU FURUE 2, TAKEHIKO YOKOMORI 2 (Member, IEEE), YUKI ITOYA 3,
TAKUYA SARAYA 3 (Member, IEEE), TOSHIRO HIRAMOTO 3 (Member, IEEE),
AND MASAHARU KOBAYASHI 3,4 (Senior Member, IEEE)
1 Industrial Process Department, Marketing Division, Ushio Inc., Himeji 671-0224, Japan
2 Technology & Engineering Department, Photon Global Business Unit, Ushio Inc., Himeji 671-0224, Japan
3 Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, Tokyo 113-8654, Japan
4 System Design Lab, The University of Tokyo, Tokyo 113-8654, Japan
CORRESPONDING AUTHOR: H. YAMADA
TAKUYA SARAYA 3 (Member, IEEE), TOSHIRO HIRAMOTO 3 (Member, IEEE),
AND MASAHARU KOBAYASHI 3,4 (Senior Member, IEEE)
1 Industrial Process Department, Marketing Division, Ushio Inc., Himeji 671-0224, Japan
2 Technology & Engineering Department, Photon Global Business Unit, Ushio Inc., Himeji 671-0224, Japan
3 Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, Tokyo 113-8654, Japan
4 System Design Lab, The University of Tokyo, Tokyo 113-8654, Japan
CORRESPONDING AUTHOR: H. YAMADA
Hf0.5Zr0.5O2(HZO)薄膜における強誘電体相の形成において、アニールプロセスが重要な役割を果たしている。アニールの手法として、ハロゲンランプから放射される赤外光を用いたRTAが広く用いられているが、TiN電極を用いたHZOキャパシタの吸収率は紫外領域で最も高くなるため、アニール光源としてultraviolet(UV)-LEDを用いることで大幅な消費エネルギーの削減が期待できる。
この研究では、Ultraviolet (UV)-LEDを用いたHZO キャパシタのアニールプロセスを初めて実証した。UV-LEDアニールにより、従来の方法に比べて消費エネルギーが約半分に削減できることが実験的に確認された。また、UV-LEDアニールで形成したHZOキャパシタの強誘電体特性は、従来のハロゲンランプを用いたRTAプロセスで得られる強誘電体特性と同等であることが確認された。
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掲載誌：ライトエッジ2024