2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12555087
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 研 沖電気工業, 超LSI開発センター, 研究員(研究職)
石川 靖彦 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (60303541)
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| Keywords | SOI / 熱凝集 / アイランド化 / MOSFET / パターニング |
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| Research Abstract |
本研究では、薄いSOI層の熱凝集現象(アイランド化)の理解と抑制法の確立、およびその結果を利用した高性能SOI-MOSFETの実現を目的としている。本年度は、(1)熱凝集現象に関する基礎データの蓄積とモデリング、(2)パターン形成した試料における熱凝集現象の評価、(3)SOI-MOSFETの電気測定系の組み上げ(購入した半導体パラメータプローバの立ち上げ)、を行った。
以下では、(1)および(2)について得られた成果を示す。
(1)基礎データの蓄積とモデリング
パターンの形成されていないSOI層について、加熱温度・SOI層の厚さをパラメータとして、熱凝集により形成されるアイランドを評価した。その結果、膜厚が厚いほど、(1)アイランド化の起こる温度が高い、(2)形成されるアイランドのサイズが大きい、(3)アイランド密度が低くなる、ことなどが明らかとなった。さらに、アイランド化のモデリング(SOI層にはたらく応力と表面エネルギーを考慮)、およびこれに基づいた計算機シミュレーションを行った。1次元の範囲の計算であるが、実験結果をよく説明できることが明らかとなった。
(2)パターン形成した試料における熱凝集現象
EBリソグラフィを用いて、SOI層を[110]方向に沿った四角形(1辺:0.5〜100μm)にパターニングし、このときのアイランド化を評価した。その結果、(1)パターンの端でアイランド化が起こりやすい、(2)パターンのサイズがミクロンオーダーになると、アイランドの高さが低くなる、ことが明らかとなった。特に(2)は、パターニングによりSi原子の量が制限される効果と考えられる。
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[Publications] R.Nuryadi,Y.Ishikawa,M.Tabe: "Formation and ordering of self-assembled Si islands by ultrahigh vacuum annealing of ultrathin bonded silicon-on-insulator structure"Applied Surface Science. 159-160. 121-126 (2000)
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[Publications] Y.Ishikawa,M.Kosugi,M.Kumezawa,T.Tsuchiya,M.Tabe: "Capacitance-voltage study of single-crystalline Si dots on ultrathin SiO_2 formed by nanometer-scale local oxidation"Thin Solid Films. 369・1-2. 69-72 (2000)
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[Publications] Y.Ishikawa,M.Kosugi,M.Tabe: "Effect of nanometer-scale corrugation on densities of gap states and fixed charges at the thermally-grown SiO_2/Si interface"Journal of Applied Physics. 89・2. 1256-1261 (2000)
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[Publications] M.Tabe,M.Kumezawa and Y.Ishikawa: "Quantum-Confinement Effect in Ultrathin Si Layer of Silicon-on-Insulator Substrate"Japanese Journal of Applied Physics. 40・2B. L131-L133 (2001)
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[Publications] Y.Ishikawa,M.Kosugi,T.Tsuchiya and M.Tabe: "Concentration of Electric Field near Si Dot/Thermally-Grown SiO_2 Interface"Japanese Journal of Applied Physics. 40・3B(掲載決定). (2001)
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[Publications] M.Tabe,M.Kumezawa,Y.Ishikawa,and T.Mizuno: "Quantum confinement effects in Si quantum well and dot structures fabricated from ultrathin silicon-on-insulator wafers"Applied Surface Science. (掲載決定). (2001)
