| 研究課題/領域番号 |
03452157
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
横田 勝弘 関西大学, 工学部, 教授 (50067617)
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| 研究分担者 |
田村 進 関西大学, 工学部, 助教授 (10067754)
横田 勝弘 関西大学, 工学部, 教授 (50067617)
TAMURA Susumu Kansai Uni., Faculty of Eng., Asso.Prof.
TAMURA Susumu Kansai Uni., Faculty of Eng., Asso.Prof.
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
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| キーワード | イオン注入 / 拡散抑制 / 活性化抑制 / シリコン / 不純物 |
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| 研究概要 |
集積回路の高集積化に伴い、その主要な構成要素であるMOSトランジスタに短チャネル効果によるMOSトランジスタの破壊の一つの原因であるホットキャリアの発生を防止するために、本申請課題では、MOSトランジスタのチャネルに近接する付近のドレインに添加されている不純物の活性化率を異種イオンを注入することで目的を達成しようとするものである。
シリコンに最初にボロンをイオン注入してから、ボロンと同じ深さあるいはそれより浅くひ素が分布するようにエネルギーを選択してイオン注入した。ひ素の注入量は1x10^<16>cm^<-2>と一定として、ボロンイオンは最大ひ素のイオン注入量2分の1の5x10^<15>cm^<-2>として、いろいろな注入量が選ばれた。この試料を不活性ガス中で950℃で、30分間、300分間、1000分間で熱処理した。
ボロンとひ素が異なる投影飛程になるようにイオン注入されたシリコンを熱処理すると、ひ素とボロンの分布の最大密度がそれらの投影飛程の中間の位置で重るように再分布した。また、ボロンとひ素が同じ投影飛程になるようにイオン注入されたシリコンを熱処理すると、ひ素とボロンの分布は当然重なるが、如何なる熱処理条件下でもひ素密度はボロン密度より高くなったが、その差は熱処理時間と共に小さくなった。ひ素の注入量がボロンのそれより2倍以下でイオン注入されたシリコンでは、ひ素密度がボロン密度の3倍になる位置(C点)でキャリアは枯渇した。C点より浅いシリコン部分ではp形になり、それより深いシリコン部分ではn形になった。ひ素の注入量がボロンのそれより2倍以上で注入されたシリコンは常にn形で、キャリア密度はボロンの注入量に比例して抑制された。また、ひ素の拡散係数は、1.6x10-13(D_B/D_<Bo>)に比例してボロンの注入量と共に小さくなった。また、シリコンの格子位置を占めるひ素の密度が増加した。すなわち、ひ素とボロンはp形あるいは中性の複合体を作った。さらに、いままで知られていたシリコン中でのボロンの固溶限以上のボロンでも非常に簡単な総量一定の拡散源からの拡散方程式の解で表された。ひ素とボロンの複合体が形成された結果を示す一つ証拠と考えられる。また、ボロンの拡散係数もexp(-1.6x10^<-3>t)に比例して熱処理時間と共に小さくなった。
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