LSIの高性能化を目的としてシリコン基板に導入された結晶歪の精密測定に関する研究

以提高LSI性能为目的，对引入硅衬底的晶体应变进行精密测量的研究

• 批准号: 08J02068
• 负责人: 小瀬村 大亮
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J02068/
• 关键词: Si応力; 多軸応力成分解; 液浸ラマン分光法; TOモード; SSOI; 歪Si; 応力; UVラマン分光法; 応力印加膜; 歪; シリコンナイトライト

平成22年度の研究背景と目的これまでの成果として、実際のトランジスタに使われているSiN応力薄膜により導入されたSi応力を、UVラマン分光法により評価した。その結果、Si応力とSiN膜の膜厚、膜内部応力、およびサイズ効果などの関係が明らかになった。これらの結果とトランジスタの電気特性との間に相関が得られ効果的なSi応力導入技術を種々提案することができた。しかしながら、これまではトランジスタのチャネル方向(Si[110]方向)に限定された応力しか評価していない。そこで本研究では、液浸ラマン分光法により本来ラマン不活性な横光学フォノンモード(TOモード)を新たに励起することにより多軸応力成分解析を行った。平成22年度の主な研究成果strained Si on insulator (SSOI)を液浸ラマン分光法により評価した結果、等方性2軸応力によりラマン波数シフトが低波数側にシフトし、さらにLOモードとTOモードの分裂する様子が観測された。これより、液浸ラマン分光法により本来ラマン不活性なTOモードを励起できることが明らかとなった。液浸レンズを用いた場合、対物レンズから出射される光のうち、斜入射成分が増大する(NA=n sinθ, NA:開口数n:屈折率,θ:開口角)。斜入射成分の電界方向のうち試料表面垂直方向の偏光成分(z偏光)によりTOモードが励起可能である。液浸ラマン分光法により励起された複数の光学フォノンモードのピーク位置を抽出して、複数の応力成分に対する連立方程式を解くことにより多軸Si応力解析が可能となる。本手法により、トランジスタの電気特性と応力との関係を詳細に比較検討することができるので歪Si技術の成熟に貢献できると考えられる。

The background and purpose of this study in 2002 were to evaluate the results of SiN thin film and UV spectroscopy. The relationship between Si stress and SiN film thickness, film internal stress, Si stress and SiN film thickness is discussed. The results of this study are related to the electrical characteristics of silicon and silicon. The direction of the flight (Si[110] direction) is limited by the force. In this study, the analysis of multiaxial force components was carried out by liquid immersion spectroscopy. The main research results of the year 2012 were: Strained Si on Insulator (SSOI), liquid immersion spectroscopy, isotropy, 2-axis force, low wave number, LO and TO splitting. The liquid immersion spectroscopy method is used TO detect the activity of the enzyme. In the case of liquid immersion, the incident light and oblique incident light components increase (NA=n sinθ, NA: number of openings n: refractive index,θ: opening angle). The polarization component (z-polarization) in the vertical direction of the sample surface may be excited. Liquid immersion spectroscopy is used to extract the position and force components of a complex optical system. The electrical characteristics and the relationship between the power of the silicon and the silicon technology are discussed in detail.

项目成果

Comparative study between Si(110)and(100)substrates on mobility and velocity enhancements for short-channel highly-strained PFETs

Si(110) 和 (100) 衬底对短沟道高应变 PFET 迁移率和速度增强的比较研究

• 发表时间: 2009
• 期刊: Symposium on VLSI Technology, Digest of Technical Papers
• 作者: 正木了;他7名;Satoru Mayuzumi
• 通讯作者: Satoru Mayuzumi

Channel Strain Analysis in Damascene-gate pMOSFETs on Si(100)and(110)Substrate by Conventional and Cross-sectional Raman Spectroscopy

通过传统拉曼光谱和横截面拉曼光谱分析 Si(100) 和 (110) 衬底上镶嵌栅极 pMOSFET 的沟道应变

• 发表时间: 2009
• 作者: 小手川恒;正木了;他4名;Daisuke Kosemura;Atsushi Ogura;小瀬村大亮;Daisuke Kosemura;小瀬村大亮;Daisuke Kosemura;Daisuke Kosemura;Munehisa Takei
• 通讯作者: Munehisa Takei

Study of Strain Induction for Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistors using Transparent Dummy Gates and Stress Liners

使用透明虚拟栅极和应力衬垫的金属氧化物半导体场效应晶体管的应变感应研究

• DOI: 10.1143/jjap.48.066508
• 发表时间: 2009
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: D. Kosemura;M. Takei;K. Nagata;H. Akamatsu;M. Kohno;Tatsuo Nishita;T. Nakanishi;A. Ogura
• 通讯作者: A. Ogura

Characerization of Strain for High Performanced Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor

高性能金属氧化物半导体场效应晶体管的应变表征

• 发表时间: 2008
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 47
• 作者: 小手川恒;正木了;他4名;Daisuke Kosemura
• 通讯作者: Daisuke Kosemura

Quantitative Analysis of Stress Relaxation in TEM Specimen Fabrication by Raman Spectroscopy with High-NA Oil-Immersion Lens

采用高数值孔径油浸透镜拉曼光谱对 TEM 样品制造中的应力松弛进行定量分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 小手川恒;正木了;他4名;Daisuke Kosemura;Atsushi Ogura;小瀬村大亮;Daisuke Kosemura
• 通讯作者: Daisuke Kosemura