極限集積化デバイスのしきい値支配因子自己収束プロセスの研究

高集成度器件阈值控制因素自收敛过程研究

• 批准号: 08238202
• 负责人: 森田 瑞穂
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08238202/
• 关键词: デバイス; プロセス; シリコン酸化膜

しきい値のばらつきが極めて小さい極限集積化デバイスを実現するために、しきい値支配因子が自己収束するゲート酸化膜形成プロセスを開発する目的に対して、極限集積化デバイスを実現するうえで不可欠な極めて薄いシリコン酸化膜を形成するウェット熱酸化プロセスにおいて、水分に水素ガスを添加することにより、酸化速度が小さくなることを見いだして、この条件で形成された酸化膜の厚さは酸化時間のゆらぎに対してばらつきが小さく、酸化膜厚さが自己収束することを明らかにしている。さらに、水分に水素ガスを添加して形成した極めて薄い酸化膜は、絶縁破壊電荷量が大きいことと、酸化膜中のトラップが少ないため電気的ストレスに対してしきい値の変動が小さいことを明らかにしている。そのうえ、熱酸化とゲート電極形成の連続プロセスにより、酸化膜表面へのハイドロカーボン付着を抑止できるため、MOS構造の初期絶縁耐圧特性が改善され、電気的特性の均一性が向上することを明らかにしている。また、シリコン酸化膜の厚さをより高い精度で制御するために、X線光電子分光測定中に酸化膜/シリコン構造試料にキセノンランプ光を照射することにより、酸化膜の帯電を低減できることを明らかにして、酸化膜の厚さおよび構造を精密に測定する方法を開発している。次に、極めて薄いゲート酸化膜上に、ミッドギャップ材料のひとつであるタンタルをゲート電極として形成した完全空乏化SOI微細MOSFETを製作し、超清浄低温プロセスにより金属ゲート電極構造においても極めて薄いゲート酸化膜の劣化や基板シリコン中での欠陥発生を抑止でき、電気的特性のばらつきが小さい高性能デバイスが製作可能であること明らかにしている。

When the extreme value of the integrated device is extremely small, the dominant factor of the extreme value can be controlled by itself. For the purpose of developing an acidified film formation protocol, the extreme value of the integrated device is extremely small, and the extremely thin acidified film is formed. When the thermal acidified film is formed, the water element is added to the water element. Acidizing speed is small, acidification film thickness is small, acidification time is small, acidification film thickness is small. In addition, the water content in the acidified film is increased, and the electric charge is decreased. In addition, the thermal acidification and electrode formation are improved, the surface corrosion of the acidified film is suppressed, the initial insulation and voltage resistance characteristics of the MOS structure are improved, and the uniformity of the electrical characteristics is improved. The thickness of acidified film is measured with high precision and X-ray photoelectron spectroscopy. The thickness of acidified film is measured with high precision and X-ray photoelectron spectroscopy. The thickness of acidified film is measured with high precision and X-ray photoelectron spectroscopy. In addition, the electrode structure of the thin film on the acidified film is formed into a completely depleted SOI microMOSFET. The ultra-clear low-temperature electrode structure of the thin film on the acidified film is formed into a substrate. The characteristics of electricity are small and high performance.

项目成果

T. Ushiki, M. C. Yu, Y. Hirano, H. Shimada, M. Morita, and T. Ohmi: "Reliable Tantalum Gate Fully-Depleted-SOIMOSFET's with 0.15μm Gate Length by Low-Temperature Processing below 500℃" TECHNICAL DIGEST, THE IEEE INTERNATIONAL ELECTRON DEVICE MEETING. 117-

T. Ushiki、M. C. Yu、Y. Hirano、H. Shimada、M. Morita 和 T. Ohmi：“通过低于 500℃ 的低温处理实现栅极长度为 0.15μm 的可靠钽栅极全耗尽型 SOIMOSFET”技术摘要， IEEE 国际电子设备会议。117-

M. Morita, K. Sekine, and T. Ohmi: "Charging Control in X-ray Photoelectron Spectroscopy by Xe Lamp Light Irradiation to Very Thin SiO_2/Si Interfaces" ABSTRACTS and INFORMATIONS, Second International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces. 67-6

M. Morita、K. Sekine 和 T. Ohmi：“Xe 灯照射至非常薄的 SiO_2/Si 界面的 X 射线光电子能谱中的充电控制”摘要和信息，第二届半导体界面控制国际研讨会。

K. SEKINE, G. -M. CHOI, M. MORITA and T. OHMI: "Native Oxide Growing Behavior on Si Crystal Structure and Resistivity" Extended Abstracts of the 1996 International Conference on Solid State Devices and Materials. 166-168 (1996)

K.关根，G.-M。

T. Iwamoto, M. Morita, and T. Ohmi: "Highly-Reliable Ultra Thin Gate Oxide Formation Process" TECHNICAL DIGEST, THE IEEE INTERNATIONAL ELECTRON DEVICE MEETING. 751-754 (1996)

T. Iwamoto、M. Morita 和 T. Ohmi：“高度可靠的超薄栅极氧化物形成工艺”技术文摘，IEEE 国际电子器件会议。