縦型共鳴トンネルの構造共鳴/非共鳴条件による動作機能可変SO1量子デバイスの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 森田 瑞穂 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50157905)
• Keywords: 半導体デバイス / 半導体プロセス / シリコン / シリコン酸化膜 / シリコン・オン・インシュレータ

Research Abstract

シリコン/シリコン酸化膜系ダブルバリア構造を設計するために、ダブルバリア構造の電流-電圧特性を精度良く計算するシミュレーションプログラムを開発している。本プログラムは、ダブルバリアを連続階段近似してトンネル確率を計算し、電流-電圧特性を計算するプログラムであり、従来より高精度のシミュレーションを可能にしている。本プログラムを用いた計算により、シリコン/シリコン酸化膜系ダブルバリア構造の電流-電圧特性の温度依存性を明らかにしている。すなわち、共鳴電流ピーク電圧値および共鳴電流ピーク幅の温度依存性を明らかにしている。また、高清浄極薄シリコン酸化膜形成装置を設計・試作し、極めて薄いシリコン酸化膜(厚さ:〜2nm)を形成する超清浄熱酸化プロセスを開発している。本シリコン酸化膜形成装置は、枚葉型であり、高スループットを狙ったシンプルな構造になっている。また縦型であり、使用スペースが小さい。基本仕様は、6、8インチウェハ対応、コールドウォール型反応チャンバ、ランプ加熱、リークタイトフィッティング装備である。さらに超高純度酸素、水素、窒素、アルゴンガスおよび超高純度水分を供給できる超清浄ガス供給系を備えている。そして、ドライおよびウェット熱酸化が可能、シリコン酸化膜表面の有機物汚染による信頼性劣化を防ぐために熱酸化に続いて同一チャンバ内で連続して多結晶シリコン成膜が可能な装置である。本装置により、極めて薄いシリコン酸化膜を1分子層レベルで制御して形成することが可能であることを実証している。

Research Products

• [Publications] T.Ushiki,K.Kawai,M.-C.Yu,T.Shinohara,K.Ino,M.Morita,T.Ohmi: "Improvement of Gate Oxide Reliability for Tantalum-Gate MOS Devices Using Xenon Plasma Sputtering Technology" IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES. 45・11. 2349-2354 (1998)
• [Publications] M.Morita,K.Nsimura,S.Urabe: "Si Oxidation in Heating-up for Gate Oxide Formation" International Symposium on Future of Intellectual Integrated Electronics. (1999)
• [Publications] Mizuho Morita: "Ultraclean Surface Processing of Silicon Wafers 42.Native Oxide Films and Chemical Oxide Films" Springer, 16 (1998)