シリコン系スーパーアトム構造の高密度集積と新機能材料創成

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熱処理によりNiSiドット形成したハイブリッドドットフローティングゲートMOSキャパシタを試作し、C-V特性を評価することで、電化注入・保持特性を評価した結果、ドットへの電子注入及び放出に伴うフラットバンド電圧シフトは,最大印加ゲートバイアスに対して線形に増加し,Si量子ドットを介してNiSiドットに多数電荷注入することができた。NiSiドットの深い仕事関数を反映して,低ゲートバイアス領域では,NiSiドットからの電子放出が抑制される。また、電子注入・放出レートがパルスバイアス印加時間に対して段階的に変化することから,NiSiドットへの電子注入・放出は,Si量子ドットの離散化したエネルギー状態を反映して制限的に進行することが示唆された。低温プロセスによるドット形成技術として、リモート水素プラズマによりNi/Si=1の組成をもつNiシリサイドドットの形成技術を確立した。また、Pt膜厚10nm以下において高密度Ptドットが形成できることを確認したこのなかで、高パワー、低圧力下で生成する原子状水素によりPt原子の凝集が促進されることが明らかとなり、同様の技術を用いて、密度6.5×1011cm-2の高密度なPdドットを形成できた。更に、リモート水素プラズマ処理によるPtのシリサイド化が進行し、仕事関数5.11eVのPtSiドットが形成できた。このH2プラズマ支援によりNiSiドット形成したハイブリッドドットフローティングゲートMOSメモリを作成し、特性評価を行った結果、NiSiの深い仕事関数(Siミッドギャップ近傍)を反映して,NiSiドットからの電子放出が顕著に抑制され,複数電子がNiSiドットに安定保持されることが分かった。