電流検出電子スピン共鳴法によるシリコン微細デバイスの2値現象の観察

利用电流检测电子自旋共振法观察硅微器件中的二元现象

• 批准号: 18760229
• 负责人: 梅田 享英
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760229/
• 关键词: シリコン; 微細MOSFET; DRAM; Variable Retention Time; 2値現象; 双安定性; フッ素; 電子スピン共鳴; 空孔-酸素複合欠陥; 電流検出電子スピン共鳴

前年度に提唱した,ダイナミックRAM(DRAM)での可逆2値現象Variable Retention Time (VRT)が単一シリコン空孔-酸素複合欠陥欠陥(V_2O_x欠陥)によって引き起こされているという因果関係をさらに調査するために、フッ素(F)を意図的に注入したDRAMセルトランジスタ(Tr)の電流検出電子スピン共鳴分光(EDMR)観察を行った。私達は前年度、エルピーダメモリ(株)とともに、F注入によってVRTの発生率が減少することを確かめている。評価試料(10000セルTr集合)は0.1μmプロセスで作製され、ソース/ドレイン形成後にF注入を行った(20keV、1×10^<13>/cm^2、900℃10秒アニール)。この条件では、TEMレベルではSi結晶に何ら変化は見られない。EKMR観察はセルTrのリーク電流(逆方向電流)と順方向電流に対して行った。リーク電流では以前として、空孔-酸素複合欠陥が観察された。つまり、濃度的には必要以上の量のFが導入されているのに、必ずしもFと欠陥は結びついていないことが分かった。では、余ったFはどこに行っているのか?順方向電流では、今度は、新しい欠陥の発生が確認された。この欠陥は逆方向電流では全く見えない。信号のg値は2.2-2.4(異方的)、線幅は約20mTあり、Siのネイティブ点欠陥とは大きく異なる。この信号は、以下の理由から空孔-フッ素複合欠陥、F_6V_2ではないかと考えている。(1)理論計算によれば高濃度F分布下ではF_6V_2が一番でき易い。(2)F_6V_2はギャップ準位をもたず、リーク電流には寄与しない。(3)しかし順方向電流下では、負荷電し易いF_6V_2は、正孔捕獲→ギャップ準位発生→電子再結合というプロセスで再結合電流に寄与する。(4)ブロードな線幅は^<19>F核スピンの影響。なお、F関連欠陥信号は報告例がなく、今回の検出が初めてである。

In the previous year, に proposed that に,ダ, ナ, ッ, ッ, ッ, で, で, で, ッ, ッ, で, で, で, <s:1>, で, ッ, ッ, で, で, で, <s:1>, and the Variable Retention Time of DRAM are reversible (VRT) が 単 a シ リ コ ン empty hole - acid compound owe 陥 owe 陥 (V_2O_x owe 陥) に よ っ て lead き up こ さ れ て い る と い う causal masato is を さ ら に survey す る た め に, フ ッ element (F) を meaning 図 に injection し た DRAM セ ル ト ラ ン ジ ス タ 検 ス electronics (Tr) の current ピ ン resonance spectroscopic (EDMR) 観 を line Youdaoplaceholder0. Private は before year, エ ル ピ ー ダ メ モ リ (strains) と と も に, F injection に よ っ て VRT の 発 が reducing birth rate す る こ と を か indeed め て い る. Review 価 sample (10000 セ ル Tr collection) 0.1 mu m は プ ロ セ ス で cropping さ れ, ソ ー ス / ド レ イ ン に F after the formation of injection line を っ た 1 x 10 ^ (20 kev, < 13 > / cm ^ 2, 900 ℃ for 10 seconds ア ニ ー ル). The <s:1> <s:1> conditions で で, TEMレベ レベ で で, <s:1> Si crystallization に and ら transformation <e:1> can be found in られな で. EKMR観 checks セ セ セ Tr リ リ 観 the reverse current (reverse current)と the forward current に goes った against the て. The リ リ and で of the current are previously と and て, and the pore-acid recombination is underdetected 陥が観 and された. つ ま り, concentration of に は necessary amount above の の F が import さ れ て い る の に shall ず し も F と owe 陥 は "び つ い て い な い こ と が points か っ た. Youdaoplaceholder0 で, remainder ったF に に に に に lines って る る る って る? The current in the forward direction で で, the current of jin du 陥, and the current of xin d で are deficient in 陥 陥 occurrence が confirmation された. The <s:1> 陥 陥 reverse current で で all く can be found at えな えな. Signal numerical は の g 2.2 2.4 (party), line width about 20 mt は あ り, Si の ネ イ テ ィ ブ point owe 陥 と は big き く different な る. The <s:1> <s:1> signal <e:1>, the following <s:1> reasons are ら ら hole-フ ッ element recombination is insufficient 陥, F_6V_2で な な と と と えて る る る. (1) Theoretical calculation shows that under a によれば high concentration F distribution, で F_6V_2が is easier to で によれば. (2) The F_6V_2 ギャップ ギャップ potential を たず たず たず and リ <s:1> the <s:1> of the <s:1> the <s:1> of the <s:1> of the <s:1> of the <s:1> of the に of the に are sent to the <s:1> な な ギャップ. (3) し か し along the direction of power flow で は, load electric し easy い F_6V_2 は, and capture is pore ギ ャ ッ プ quasi a 発 raw - electron recombination と い う プ ロ セ ス で recombination current に send and す る. (4)ブロ ブロ ドな ドな line amplitude ブロ ^<19>F nucleus スピ <e:1> <s:1> influence. Youdaoplaceholder0, F correlation is short of 陥 signal 陥 report example がなく, this time 検 検 comes out が initial めてである.

项目成果

フッ素注入による欠陥制御を行ったDRAMセルの電子スピン共鳴分光評価

通过氟注入控制缺陷的 DRAM 单元的电子自旋共振光谱评估

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Toyota;K. lokibe;R. Koga;A. E.Engin;T. H. Kim;M. Swaminathan;梅田享英;T.Umeda;大崎純一・梅田享英・小此木堅祐・大湯静憲
• 通讯作者: 大崎純一・梅田享英・小此木堅祐・大湯静憲

Single silicon vacancy-oxygen complex defect and variable retention time phenomenon in dynamic random access memories

动态随机存取存储器中的单硅空位-氧复合物缺陷和可变保留时间现象

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Physics Letters 88
• 作者: Y. Toyota;K. lokibe;R. Koga;A. E.Engin;T. H. Kim;M. Swaminathan;梅田享英;T.Umeda
• 通讯作者: T.Umeda

先端DRAMにおけるデータ保持時間の変動現象のメカニズム〜単一点欠陥が引き起こすデバイス劣化現象

先进DRAM中数据保留时间波动现象的机制~单点缺陷引起的器件劣化现象

• 发表时间: 2007
• 期刊: 応用物理 76
• 作者: Y. Toyota;K. lokibe;R. Koga;A. E.Engin;T. H. Kim;M. Swaminathan;梅田享英
• 通讯作者: 梅田享英