フォノン励起型非熱的ナノ表面改質による次世代半導体活性化プロセスの開発

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本研究は、従来の熱的なプロセスが抱える技術課題に対しプレークスルーをもたらす技術の開発を目的とし、これまでの研究成果を発展させて、ポストスケーリング技術(SiGeチャネル技術ならびにメタルゲート電極)に整合した極浅接合創成のための制御技術の確立を目指して、以下の研究を行った。まず、照射したレーザー光のパルス幅に対するシート抵抗の差異(照射したレーザー光のフルーエンスを固定、試料温度:室温)について調べた。その結果、ドーパント領域にGeイオンを注入した後に、Bイオンをエネルギー0.5keV、ドーズ量2.OE15cm-2で注入することにより作製されたテストデバイス(レーザー光を照射する前のシート抵抗は3E7Ω/Sq.)は超短パルスレーザー照射により、室温でも500Ω/sq.程度の低抵抗まで活性化させることが可能であることが明らかとなった。さらに、照射したレーザ0光のフルーエンスを固定して行った本実験では、パルス幅が短いほど、より活性化の度合いが高いことを示しており、本研究でのドーパント活性化過程が投入されるエネルギーだけでなく、パルス幅すなわち励起される周波数領域(パルス幅の逆数)に依存したプロセスであることを示唆している。さらに、レーザー照射雰囲気に対する試料表面の酸化の影響について、硬X線光電子スペクトル計測により調べたところ、試料表面は大気中でのレーザー光照射により著しく酸化されてしまうが、アルゴンガスを流した程度の雰囲気においても、酸化が抑制されることが明らかとなった。