2014 Fiscal Year Annual Research Report
拡散メカニズム解析に基づく３次元トランジスタ局所領域におけるドーパント分布制御
| Project/Area Number |
26289097
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
井上 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 康介 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10302209)
清水 康雄 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40581963)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | アトムプローブ / ドーパント / 拡散 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
次世代３次元構造トランジスタの特定の微細領域におけるドーパント拡散過程を最新のUVレーザー型３次元アトムプローブ法を用いて明らかにするために、ルネサスエレクトロニクスと協力して次世代３次元トランジスタ試料であるトレンチ構造トランジスタを作製した。本研究では、トレンチ構造トランジスタにおける多結晶Siゲートにおけるドーパントの拡散を対象とした。この多結晶Siゲートにおいて、ドーパントは熱処理によってどのような経路をたどって再分布するのか？主な拡散経路として界面拡散、粒界拡散、粒内拡散が考えられる。この問題に対して、３次元アトムプローブを用いて粒界、粒内、ゲート酸化膜界面でのドーパント拡散を調べるためには、集束イオンビーム加工装置による３次元アトムプローブ用針試料作製方法の検討が非常に重要である。特に、直径100nm程度の針状試料の狭い領域に界面や粒界を入れる必要があり、技術的な検討を行い、狭い領域に界面や粒界を入れることができることを確認した。さらに、測定データのS/N比はアトムプローブの測定条件（測定温度、レーザーパワー）によって大きく左右されるため、３次元アトムプローブの測定条件の最適化を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、集束イオンビーム加工装置によるアトムプローブ針試料の加工方法やアトムプローブの測定条件を検討して、加工および測定の最適条件を見つけ出せており、さらにトレンチ構造トランジスタを問題なく測定を行えることも確認できており、研究が順調に進展しているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
検討したFIBでの針試料作製方法や最適化したアトムプローブの測定条件を使用して、トレンチ構造トランジスタの多結晶Siゲート中のドーパント分布を３次元アトムプローブで取得する。さらに、プロセス熱処理におけるドーパント分布の変化を調べることでドーパント拡散経路を評価する。３次元アトムプローブ測定で得られる３次元アトムマップは、原子の３次元位置と元素情報を含んでおり、粒界、粒内、酸化膜界面に注目し、それぞれのドーパント分布を調べることで、ドーパントの拡散経路を調べる。トレンチ構造トランジスタの多結晶Siゲート中のドーパント拡散の全体像を把握するために、ゲートにおける様々な位置でのドーパント分布を調べる。まずはn-typeトランジスタのゲートドーパントとしてPの分布を調べ、さらにp-typeトランジスタのゲートドーパントとしてBについて調べる。また、局所領域における拡散の仕方はドーパントの種類によって大きく異なることが予想され、その挙動の理解はドーパント空間分布制御にとって非常に重要であるので、両者の分布を比較する。アトムマップにおいて、粒界に着目すれば、粒界でのドーパント濃度はその位置での原子数を数えることで正確に求めることが可能であり、表面から粒界に沿った距離（深さ）分布から粒界におけるドーパント拡散係数を求めることが可能であるため、それを行う。
|
Research Products
(2 results)
