粒界ディープレベルと疲労損傷との関連によるポリシリコンの新しい信頼性評価

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360047
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 神谷 庄司 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00204628)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂 真澄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20158918)
• Keywords: 半導体材料 / 多結晶粒界 / 準位 / ポリシリコン

Research Abstract

本年度は本研究計画の初年度であり、まず機械的疲労試験を実行して基礎的なデータを収集することを企図した。フライブルク大学において作製された試験構造体の疲労試験に対し、当初目標とした1kHzを上回る疲労負荷装置の設計・製作を行い、基本的な動作の確認をした。現在疲労データの蓄積が進行中であり、この成果については2005年9月の機械学会における発表を予定している。なお、変位計測においては温度(室温)の変動による影響が大きく、長時間にわたる疲労試験においては一定の変位ストロークを維持することが困難であることが判明したため、恒温恒湿器を購入して試験装置を一定環境条件に保つことで必要な実験精度を確保した。
一方、来年度の重点項目である粒界準位の計測について、アルミニウムをスパッタして電極を形成した試験片により予備的な実験を行った。この結果、ポリシリコン薄膜作製時にドーピングをした試験片においては電気抵抗が低すぎて粒界バリアハイトが過小となり、ノンドープの試験片では逆に抵抗が高すぎて基板のシリコンウエハーと配線との界面準位が見えてしまい、いずれの場合においても供試ポリシリコン粒界の準位を精度よく観測することが困難であることが判明した。このため、次年度の疲労と準位との関連の調査に当たっては、この点を考慮して試験片を改良する必要があると考えられる。現在、予備的な計測の結果に基づいて、いくつかの具体的な対応策を検討している。