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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

研究課題

研究課題/領域番号 26289097
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東北大学

研究代表者

井上 耕治  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードアトムプローブ / 粒界拡散 / ドーパント / マイクロ・ナノデバイス / 拡散
研究成果の概要

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明らかにするために、最新のUVレーザー型3次元アトムプローブ法を用いて、粒界、粒内、ゲート酸化膜界面を区別してドーパント分布の900℃での熱処理時間依存性を調べた。n-typeトランジスタのゲートドーパントのPとp-typeトランジスタのゲートドーパントのBでメインの拡散メカニズムが異なることが明らかになった。多結晶Siゲート中のPの拡散は粒界拡散が支配的であった。一方、Bは粒界拡散だけではなく粒内拡散も支配的であり、Pの粒界拡散よりもBの拡散のほうが速いこともわかった。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Influence of laser power on atom probe tomographic analysis of boron distribution in silicon2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tu, H. Takamizawa, B. Han, Y. Shimizu, K. Inoue, T. Toyama, F. Yano, A. Nishida, Y. Nagai
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy

      巻: 173 ページ: 58-63

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2016.11.023

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of hydrogen in SiO2/SiN/SiO2 stacks using atom probe tomography2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kunimune, Y. Shimada, Y. Sakurai, M. Inoue, A. Nishida, B. Han, Y. Tu, H. Takamizawa, Y. Shimizu, K. Inoue, F. Yano, Y. Nagai, T. Katayama, and T. Ide
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4948558

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predoping effects of boron and phosphorous on arsenic diffusion along grain boundaries in polycrystalline silicon investigated by atom probe tomography2016

    • 著者名/発表者名
      H. Takamizawa, Y. Shimizu, K. Inoue, Y. Nozawa, T. Toyama, F. Yano, M. Inoue, A. Nishida, Y. Nagai
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 10 ページ: 253-256

    • DOI

      10.7567/apex.9.106601

    • NAID

      210000138076

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boron distributions in individual core-shell Ge/Si and Si/Ge heterostructured nanowires2016

    • 著者名/発表者名
      B. Han, Y. Shimizu, J. Wipakorn, K. Nishibe, Y. Tu, K. Inoue, N. Fukata, and Y. Nagai
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 ページ: 19811-19815

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of carbon co-implantation on boron distribution and activation in silicon studied by atom probe tomography and spreading resistance measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, H. Takamizawa, K. Inoue, F. Yano, S. Kudo, A. Nishida, T. Toyama, and Y. Nagai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 2 ページ: 026501-026501

    • DOI

      10.7567/jjap.55.026501

    • NAID

      210000146038

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorus and boron diffusion paths in polycrystalline silicon gate of a trench-type three-dimensional metal-oxide-semiconductor field effect transistor investigated by atom probe tomography2015

    • 著者名/発表者名
      B. Han, H. Takamizawa, Y. Shimizu, K. Inoue, Y. Nagai, F. Yano, Y. Kunimune, M. Inoue, and A. Nishida
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 107 号: 2 ページ: 023506-023506

    • DOI

      10.1063/1.4926970

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Influence of high power laser on B distribution in Si obtained by atom probe tomography2016

    • 著者名/発表者名
      5.Y. Tu, H. Takamizawa, Y. Shimizu, K. Inoue, T. Toyama, F. Yano, A. Nishida, and Y. Nagai:
    • 学会等名
      Atom Probe Tomography & Microscopy (APT&M)
    • 発表場所
      Gyeongju, South Korea
    • 年月日
      2016-06-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atom probe tomographic study of dopant distribution controlling for future silicon nanoelectronics,2016

    • 著者名/発表者名
      1Y. Shimizu, B. Han, Y. Tu, K. Inoue, and Y. Nagai:
    • 学会等名
      Summit of Materials Science 2016 (SMS2016),
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elemental distributions in semiconductor-based device structures analyzed by atom probe tomography2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, B. Han, Y. Tu, K. Inoue, and Y. Nagai
    • 学会等名
      2015 International Symposium for Advanced Materials Research
    • 発表場所
      台湾
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D atomic-scale-analysis of elemental distribution in silicon nanoelectronics2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu and K. Inoue
    • 学会等名
      3rd Bilateral Italy-Japan Seminar Silicon nanoelectronics for advanced applications
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dopant Drive-in Path Analysis in Poly-silicon Filled in Trench type 3D-MOSFET using Atom Probe Tomography2014

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue, H. Takamizawa, Y. Shimizu, B. Han, Y. Nagai, F. Yano,Y. Kunimune, M. Inoue and A. Nishida
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials 2014
    • 発表場所
      筑波国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Elemental Distribution Analysis in Silicon-Based Semiconductor Devices2014

    • 著者名/発表者名
      K. Inoue
    • 学会等名
      Atom Probe Tomography & Microscopy 2014
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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