半導体デバイスの超微細化に向けた革新的な高濃度極浅接合形成技術の創出

创造创新的高浓度超浅结形成技术，实现半导体器件的超小型化

基本信息

批准号：
19656085
负责人：
伊藤隆司
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656085/
关键词：
極浅接合形成マイクロ波アニールノックオン注入活性化率

项目摘要

半導体デバイスの超微細化に向けて極浅接合形成技術は重要な課題である。本研究はシリコン表面の極浅領域にノックオンイオン注入法によって高濃度に不純物を局在化させ,マイクロ波照射によってその領域のみを直接加熱しノックオン不純物を効率的に活性化させる革新的な極浅半導体接合技術を創出するものである。19年度に設計製作した基板ホルダーを回転させる機構を設けたマイクロ波照射チャンバーを用い,Ar注入により非晶質化したSi基板へ低エネルギーイオン注入したB原子のマイクロ波照射による活性化現象を解明した。2.45GHz,300Wのマイクロ波を30秒照射することは従来の電気炉では650℃で8分のアニールに相当する。このときのSi基板温度は550℃であり,B原子の再拡散は全くなかった。マイクロ波アニールにより低温活性化(実質約200℃)が可能であることが確認された。この結果を踏まえて,RFスパッタによりSi基板に堆積した50nm厚のAl膜を介してArイオン注入し,Al原子をSi表面にノックオン注入し,マイクロ波アニールによる活性化を行った。ノックオン注入によりSi表面に導入されたAl原子数はAr注入量により制御でき,その深さはいずれのノックオン注入条件においても約10nmに局在させることができた。Ar注入量が1E15/cm^2の場合には約30nmの深さまでAl原子の再分布が認められた。これは注入されたArイオンによるSi結晶欠陥に起因する。これらの試料に前記B不純物活性化と同じ条件でマイクロ波照射することにより,60秒で電気的活性化が可能になった。10nmの極浅p+層形成が実現できたことから本技術の有効性が実証された。

超浅的连接地层技术是半导体设备超细尺寸的重要问题。这项研究创建了一种创新的超刺激性半导体连接技术，该技术通过敲入离子植入以高浓度的极度较浅的区域中定位杂质，然后仅通过微波辐照直接直接加热该区域，以有效地激活敲门型不动产性。使用微波辐射室具有旋转2019年设计和制造的底物固定器的机制，我们阐明了由植入低能离子中的B原子的微波辐射引起的激活现象，该现象植入了低能离子中，这些b原子植入了AR植入的Si底物。辐照2.45GHz，300W微波30秒等同于在传统的电炉中在650°C下退火8分钟。目前，SI底物温度为550°C，未发现B原子的重新扩散。已经证实，通过微波退火可以实现低温激活（约200°C）。基于此结果，通过RF溅射沉积在Si基板上的50 nm厚的Al膜中植入了Ar离子，并将Al原子粘在Si表面上，并通过微波退火进行激活。通过敲入植入引入Si表面的Al原子的数量可以通过AR植入量来控制，并且在任何连锁植入条件下，其深度可以将其深度定位于约10 nm。当AR植入量为1E15/cm^2时，观察到Al原子的重新分布可达到约30 nm的深度。这是由于植入AR离子引起的Si晶体缺陷。在与B杂质激活中使用的样品的情况下，将这些样品经过微波辐射，从而在60秒内进行电活激活。这项技术的有效性被证明是实现了10 nm的极浅P+层的形成。