水素援用シリコン結晶性評価技術の開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650024
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 徳田 豊 愛知工業大学, 工学部, 教授 (30078927)
• キーワード: p^+シリコン / ショットキ / 水素イオン注入 / DLTS / 水素プラズマ

研究概要

本年度は、前年度に引き続き(1)p型シリコン・ショットキダイオードの作成法の検討を行い、さらに(2)p^+シリコンのショットキダイオードの作成を試みた。
(1)の項目に関しては、通常抵抗率のp型シリコンに対してSm、Tiのショットキ電極材料を検討した。Smを用いた場合、良好なダイオード特性が得られ、障壁高さも十分な値となる。ただ酸化しやすという問題がある。Tiも酸化しやすいが、AIをTi上に積むことによって、安定な特性が得られた。Ti/AIショットキにより、DLTS測定を用いて、水素イオン注入により導入される欠陥の評価を行った。n型シリコンに比べp型シリコンに対するこの種のデータは少なく、また研究者により結果に不統一が見られる。使用したウエーハの結晶性の差が原因として考えられるが、さらに検討が必要である。得られたDLTS信号は、最近報告されたエピ結晶に対する結果に類似している。酸素・炭素濃度差に起因しているかもしれない。
(2)の項目に関しては、ショットキ金属蒸着前に、水素導入によりボロンの不活性化を生じさせ、表面キャリア濃度を低下させておく必要がある。前年は化学エッチングにより水素導入を試みたが、導入量に問題があった。そこで水素プラズマ照射による水素導入を試みた。Smをショットキ金属として用い、ダイオード作成を行った所、整流性が得られることを確認した。容量-電圧測定の結果、表面でのキャリア濃度の低下を観測した。さらに適当な温度で逆バイアス印加することにより、ボロンからの水素の解離と奥方向への移動を起こさせ、これを利用して表面でのキャリア濃度分布を平坦化させることができた。しかしながらこの時のキャリア濃度は約10^<18>cm^<-3>とまだ高く、水素プラズマ照射の条件を最適化させる必要がある。

研究成果

• [文献書誌] Y. Tokuda: "Shallow donor formation in hydrogen-implanted silicon" Mat. Res. Symp. Proc.442. 205-210 (1997)
• [文献書誌] A. Ito: "Effects of H^+-implantation on electron traps in n-type Si induced by P^+ pre-implantation." Mat. Res. Symp. Proc.442. 281-286 (1997)
• [文献書誌] A. Ito: "Ion-beam annealing of electron traps in n-type Si indeced by post H^+ implantation" J. Appl. Phys.82・3. 1053-1057 (1997)
• [文献書誌] Y. Tokuda: "Effects of light illumination on electron traps in hydrogen-implnated n-type silicon" Inst. Phys. Conf. Ser.160. 305-308 (1997)
• [文献書誌] Y. Tokuda: "Study of shallow donor formation in hydrogen-implanted n-type silicon" Semicond. Sci. Techenol.13・2. 194-198 (1998)
• [文献書誌] Y. Tokuda: "Deep-level transient spectroscopy study of hydrogen-related traps formed by wet chemical etching in electron-irradiated n-type silicon" Jpn. J. Appl. Phys.37・4A. 1815-1816 (1998)
• [文献書誌] Y. Tokuda: "Formation of hydrogen-related traps in electron-irradiated n-type silicon by wet chemical etching" Mat. Res. Symp. Proc.513. 363-368 (1998)