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不純物原子の規則配列を有する半導体デバイスの開発

杂质原子规则排列的半导体器件的开发

基本信息

批准号：
18681021
负责人：
品田賢宏
金额：
$ 7.32万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノデバイスでは、その電気的特性を制御するために導入される不純物原子の離散性が顕在化し、ランダムな分布故、デバイス毎に不純物原子個数および位置がゆらぐ結果、デバイス特性がバラつく、いわゆる"不純物ゆらぎ"が問題となる。本研究では、単一イオン注入法を用いて、半導体晶中に不純物原子を規則的に配列させた新しい半導体デバイスを創製し、不純物原子配列方法が半導体電気的特性に与える影響を調査する。不純物原子分布のデバイス特性への影響を調査するために、不純物分布を偏在させたSi抵抗体を試作した。電子線リソグラフィーを用いて、長さ500nm、幅2.5μmの抵抗体上に幅200nmのイオン注入用窓を有するマスクを形成した。イオン注入窓をチャネル中央、およびチャネル中央からソース側へ200nmの位置に設け、30keVのPイオンを1×10^11cm^-2注入し、2種類の不純物分布を有する抵抗体を実現した。ドレイン側に偏在する抵抗体は、ソース側に偏在させた抵抗体を電気的にソース/ドレインを入れ替えることによって実現している。レジスト剥離後、窒素雰囲気中、900℃、5minのアニール仁よって注入イオンの電気的活性化を行った。ドレイン電流のゲート電圧依存性を計測したところ、チャネル中央に不純物分布を有する抵抗体では、ソースとドレインを入れ替えても特性は対称であったが、チャネル中央からソース側へ200nmの位置に不純物を配置した抵抗体では、ソースとドレインの入替によって特性が変化することが判明した。不純物原子がソース側よりドレイン側に偏在する方が、ドレイン電流が高くなる結果が得られている。ナノデバイスで顕在化する不純物原子の離散性を考慮したナノデバイスのモデリングが世界的中で進められているが、サブミクロンデバイスにおいて不純物分布の違いが電気的特性に及ぼす影響を初めて実験的に検証した。

The characteristics of ナノデバイスでは and その电気をcontrolled するために introduced into the discrete nature of impurity atoms が顕在化し、ランダムなdistribution reason, デバイス毎にThe number of impurity atoms, および position, がゆらぐ result, デバイス characteristics, がバラつく, いわゆる"Impurity ゆらぎ"がquestion, となる. This research is based on the use of a simple implantation method and the regular arrangement of impurity atoms in the semiconductor crystal.いSemiconductor was created, and the impurity atomic arrangement method was used to investigate the characteristics and effects of semiconductor electrons. Investigation of the influence of the atomic distribution of impurities on the characteristics of the impurities and the bias of the distribution of impurities on the Si resistor are carried out on a trial basis. The electron beam is made of a 500nm long, 2.5μm long resistor and a 200nm wide 200nm high-resistance resistor.イオン injected into the central part of the をチャネル中およびチャネル中からソースlateral へ200nmのpositionにSETけ, 30k eVのPイオンを1×10^11cm^-2 is injected, and the two types of impurities are distributed and the resistor is present. The ドレイン side is biased in the resistance body は, the ソース side is biased in the resistance body を电気的にソース/ドレインを入れ为えることによって実appears している. After peeling off the rubber, put it in a sterilized atmosphere and inject it into the activated carbon fiber at 900°C for 5 minutes.ドレインcurrent のゲートelectricity voltage dependence をmeasurement したところ、チャネルcentral impurity Distribution has resistance body では, ソースとドレインを入れ substitute えてもcharacteristics は対say であったが、チャネルCentral からソースlateral へ200nmのpositionにimpurityをconfigurationしたarrival Antibody では, ソースとドレインの in the replacement によって characteristics が変化することが clarified した. The impurity atom is high and the current is high and the result is high.したナノデバイスのモデリングが中で入められているが、サブミクロンデバイスにおいてImpurity distribution のviolation いがElectric 気's characteristics and ぼす influence をInitial めて実験's に検证した.