集積化知能システム極限材料・プロセス

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07248106
• 研究機関: 東洋大学
• 研究代表者: 堀池 靖浩 東洋大学, 工学部, 教授 (20209274)
• 研究分担者: 安田 幸夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (60126951) ; 松波 弘之 京都大学, 工学研究科, 教授 (50026035) ; 服部 健雄 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10061516) ; 鶴島 稔夫 九州大学, 工学部, 教授 (10236953) ; 白木 靖寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00206286)
• キーワード: Si高精度化プロセス / Si / Ge歪超格子 / 極薄酸化膜 / 低抵抗コンタクト / 高アスペクト比プロセス / ヘテロ界面 / 欠陥緩和 / 無損傷化

研究概要

(白木)SiGe/Si変調ドープ系にいおて、歪みSiがチャンネルとなる2DEGにおいては、チャンネル幅変化により、移動度の上限決定散乱因子が、遮蔽クーロン散乱から界面ラフネス散乱で変化することを観測した。歪みSiGeをチャンネルとする2DHGおいては、混晶散乱の影響が大きく、歪みによるバンド構造の変化から予想される移動度の増大は見られなかった。(服部)表面形態が界面構造の周期的変化に対応して周期的に変化すること、界面構造の周期的変化が層状に起こる領域の大きさが平均酸化膜厚0.7nmにおいて3〜6nmであること、界面近傍の価電子帯端はバルクの場合と約0.2eV異なること、界面における価電子帯端の不連続量が界面構造を反映することなどを見出した。(鶴島)Si結晶中に導入されたイオンビーム照射誘起欠陥のダイナミクスを実験的に調べ、10^<12>Ar^+/cm^2'sオーダの照射レートでは室温〜400℃の温度範囲で欠陥の回復反応と再結晶化プロセスが顕著に進行することを確認。Co/Si界面の照射誘起原子混合過程を調べ、室温近傍での照射におけるCoSi形成過程が組成原子の拡散律速に支配されることが判明。(松波)酸素励起活性種を用い、300〜600℃の低温で3-7nm厚さの極薄SiO_2を形成した。酸化時間の適切な条件で電子トラップ密度の少ない高品質極薄膜を形成できた。膜厚の任意の変化により、量子効果トンネル伝導による電流を制御でき、Siとの界面電子物性を評価した。(堀池)F_2分子/水素終端Si(111)表面反応で、SiF単分子層形成の自己停止反応を初めて見出し、単SiF層は18eVのAr^+イオンビーム照射より離脱し始める。10%C_4F_8/Arを用いた酸化膜の高アスペクト比の「抜け性」の良いエッチング条件はC_4F_8の流量のみで一義的に決まることを見出した。(安田)Ti/SiGe/Si(100)系で、Ti/半導体界面の組成および反応生成物とショットキー障壁高さ及びコンタクト抵抗率の関係を明らかにした。また、Si(100)基板上にエピタキシャル成長したCoSi_2膜の結晶学的構造と高温熱処理に対する安定性を調べ、CoSi_2膜からのCo原子のSi基板中への拡散によりピンホール形成が律速されていることが判明。

研究成果

• [文献書誌] A.Yutani and Y.Shiraki: "Transport properties of n-channel Si/SiGe modulation doped systems with varied channel thicknesses : effect of the interface roughness" Semicon.Sci.Technol.11. 1009-1014 (1996)
• [文献書誌] Deepak K.Nayak,K.Gota,A.Yutani,J.Murota,Y.Shiraki: "High-mobility strained-Si PMOSFET's" IEEE Transactions on Electron Devices. 43. 1709-1716 (1996)
• [文献書誌] T.Hattori,T.Aiba,E.Iijima,Y.Okube,H.Nohira,N.Tate and M.Kataya: "Initial stage of oxidation of hydrogen-terminated silicon surfaces" Appl.Surf.Sci.104/105. 323-328 (1996)
• [文献書誌] T.Hattori,K.Watanabe,M.Ohashi,M.Matsuda and M.Yasutake: "Electoron tunneling through chemical oxide of silicon" Appl.Surf.Sci.102. 86-89 (1996)
• [文献書誌] A.Baba,D.Bai,T.Sadoh,A.Kenjo,H.Nakashima,H.Mori,and T.Tsurushima: "Behavior of Rediation-Induced Defects and Amorphization in Silicon Crystal" Nuclear Instrum.& Methods in Phys.Research,Section B. 121. 299-301 (1997)
• [文献書誌] H.Nakashima,T.Sadoh,and T.Tsurushima: "Metastable-Defect Behaviors of Iron-Boron Pairs in Silicon Using Recombination-Enhanced Defect Reaction" Defect and Diffusion Forum. 196-201. 1351-1356 (1996)
• [文献書誌] T.Fuyuki,S.Muranaka and H.Matsunami: "Ultra-thin SiO_2 Formation at Low Temperatures Using Activated Oxygen" Proc.3rd International Symposium on Ultra Clean Proceissing of Silicon Surfaces. 295-298 (1996)
• [文献書誌] T.Fuyuki,S.Muranaka and H.Matsunami: "Intial Stage of Ultra-thin SiO_2 Formation at Low Temperatures Using Activated Oxygen" Appl.Surf.Sci.(in press). (1997)
• [文献書誌] Toshikazu Shibayama,Haruo Shindo and Yasuhiro Horiike: "Silicon Etching by Alternating Irradiation of Negative and Positive Ions" Plasma Sources Sci.Technol.5. 254-259 (1996)
• [文献書誌] Y.Chinzei,T.Ichiki,R.Kurosaki,J.Kikuchi,N.Ikegami,T.Fukazawa,H.Shindo and Y.Horiike: "SiO_2 Etching Employing Inductively Coupled Plasma with Hot Wall" Jpn.J.Appl.Phys.35. 2472-2476 (1996)
• [文献書誌] H.Ikegami,H.Ikeda,S.Zaima and Y.Yasuda: "Thermal stability of ultra-thin CoSi films on Si (100) -2x1 surfaces" Appl.Surf.Sci.(in press). (1997)
• [文献書誌] J.Kojima,S.Zaima,H.Shinoda,H.Iwano,H.Ikeda and Y.Yasuda: "Interfacial reactions and electrical characteristics in Ti/SiGe/Si (100) contact systems" Appl.Surf.Sci.(in press). (1997)