3次元アトムプローブによるシリコン中ホウ素分布への炭素共注入効果の解明とその制御

使用 3D 原子探针阐明和控制碳共注入对硅中硼分布的影响

• 批准号: 12J08082
• 负责人: 高見澤 悠
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08082/
• 关键词: 3次元アトムプローブ; 半導体; ドーパント; 共注入

半導体デバイスの微細化に伴い、電気的特性を制御するために添加している不純物(ドーパント)原子の分布をより高精度に制御することが求められる。その中で、N型のトランジスタのチャネルや、P型のソース・ドレインと呼ばれる領域に炭素を共注入することによって、ホウ素の拡散を抑制できることが報告されている。炭素共注入におけるホウ素分布制御は、より高精度なデバイス設計に寄与するものと確信する。しかしながら、注入した炭素は凝集体を形成することがこれまでの研究から明らかとなっている。この凝集体形成のホウ素活性化への寄与を知ることも重要視されている。そのためには、炭素・ホウ素の凝集体形成位置やサイズを原子レベルで理解すると共に、ホウ素の活性化率(広がり抵抗)と凝集体の位置関係を理解することも重要である。本研究では、炭素・ホウ素共注入試料中の不純物同士の相互作用を3次元アトムプローブを用いて原子レベルの空間分解能で理解することによって、高精度なホウ素分布を制御する手法を確立することを念頭に研究を行った。また、実際に活性化したホウ素の分布を調べるため広がり抵抗測定を行い、炭素の凝集体と不活性ホウ素の位置関係を調べた。昨年度は、シリコン基板にホウ素をイオン注入後、炭素をイオン注入した試料を作製し、実際のデバイスと同等の処理前後の炭素・ホウ素分布を3次元アトムプローブを用いて観察することで、熱処理時の拡散におけるこれらの関係性を詳しく検討した。本年度は広がり抵抗測定を実施し、活性化したホウ素の深さ分布と前年度に得た炭素・ホウ素の深さ分布及び、局所的な凝集体形成位置との関係を調べることで、ホウ素の活性化に対する炭素の注入効果と深さ方向の活性化ホウ素分布制御への効果を評価した。

The miniaturization of semiconductor particles and the control of electrical properties are discussed in detail below. The carbon co-injection in the medium, N-type and P-type carbon fields is reported to inhibit the dispersion of carbon. Carbon co-injection control, high-precision design and reliability The research on this topic is clear and clear, and the injected carbon is formed into a condensate. The formation and activation of these aggregates are important for understanding the relationship between them. It is important to understand the relationship between the formation position of carbon and the aggregation position of carbon and its aggregation. This study is aimed at establishing a method for controlling impurity distribution with high accuracy by using three-dimensional atomic decomposition energy to understand the interaction between impurities and impurities in carbon and phosphorus co-injection samples. In addition, the distribution of activated carbon atoms was adjusted according to the position of activated carbon atoms. After carbon injection, carbon injection and sample preparation, carbon distribution before and after the same treatment were investigated in detail. This year, the carbon and activated element distribution was determined. The carbon and activated element distribution and activated element distribution in the previous year were determined. The relationship between the carbon and activated element distribution and the formation position of the local aggregate was adjusted.

项目成果

Atom probe tomography of fin-structure prepared by focused ion beam direct deposition

聚焦离子束直接沉积制备鳍片结构的原子探针断层扫描

• 发表时间: 2012
• 作者: 井上耕治;清水康雄;高見澤悠;Hisashi Takamizawa
• 通讯作者: Hisashi Takamizawa

Three-dimensional dopant characterization in actual metal-oxide-semiconductor devices of 65 nm node by atom probe tomography.

通过原子探针断层扫描对 65 nm 节点的实际金属氧化物半导体器件中的三维掺杂剂进行表征。

• DOI: 10.7567/apex.6.046502
• 发表时间: 2013
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Inoue;H. Takamizawa;Y. Shimizu;T. Toyama;F. Yano;A. Nishida;T. Mogami;K. Kitamoto;T. Miyagi;J. Kato;S. Akahori;N. Okada;M. Kato;H. Uchida;Y. Nagai
• 通讯作者: Y. Nagai

レーザー3次元アトムプローブによる半導体材料中のドーパント分布解析

使用激光三维原子探针分析半导体材料中的掺杂剂分布

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本物理学会誌
• 作者: 井上耕治;清水康雄;高見澤悠
• 通讯作者: 高見澤悠

Three-Dimensional Characterization of Deuterium Implanted in Silicon Using Atom Probe Tomography

• DOI: 10.7567/apex.6.066602
• 发表时间: 2013-06
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: H. Takamizawa;K. Hoshi;Yasuo Shimizu;F. Yano;Koji Inoue;Shinji Nagata;T. Shikama;Y. Nagai