水素援用シリコン結晶性評価技術の開発

1999 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 / 水素プラズマ / 沸騰水 / DLTS / ショットキ

研究概要

前年度において、(1)Smをショットキ金属として用いると、p型シリコンに良好なショットキダイオードが作成できること、(2)この金属を用い、水素導入により表面キャリア濃度を低下させることにより、p^+シリコンにシヨットキダイオードを作成することができることを明らかにした。水素導入は室温での水素プラズマ照射により行ったが、導入水素量が十分とは言えず、さらに良好なダイオード特性を得るために、またDLTSの欠陥検出感度の向上からも、一層の水素導入を行う必要がある。そこで本年は、プラズマ照射により導入水素量を増大させること、またこれとは別のより簡便な方法での水素導入法の検討を行った。
より多量の水素を導入するため、試料温度を300゜Cまで上昇させて、水素プラズマ照射を行った。試料温度上昇とともに導入量の増加が確認できた。推定5×10^<18>cm^<-3>のキャリア濃度が、室温、2時間照射では約10^<18>cm^<-3>程度までの低下であったが、300゜C、5時間照射では、約10^<17>cm^<-3>まで低下させることができた。この時、既に水素の拡散が生じており、照射後にほぼ平坦なキャリア濃度分布が得られた。しかしながら、プラズマを用いる場合、装置が複雑・高価であること、プラズマ損傷導入の懸念がある。一方、沸騰水にウエーハを入れることで水素が導入されることが知られており、導入量の保証が得られるなら、プラズマのような損傷導入の心配はなく、また大変簡単な方法となる。キャリア濃度の低下から水素導入量の沸騰水中時間依存性を評価したところ、30分で最大となり、これ以上時間をかけても導入量が増加しないことが判明した。そこで30分処理後、フッ酸による酸化膜除去を行うというプロセスを繰り返して8回(計240分)行うと、300゜C、5時間水素プラズマ照射と同等のキャリア濃度分布が得られることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] A.Ito: "Ion-beam annealing of electron traps in n-type Si 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-implanted 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 sillicon"Semicond.Sci.Technol.. 13・2. 194-199 (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"Met.Res.Soc.Symp.Proc.. 513. 363-368 (1998)
• [文献書誌] Y.Tokuda: "Light-illumination-induced transformation of electron traps in hydrogen-implanted n-type silicon"J.Appl.Phys.. 86・10. 5630-5635 (1999)
• [文献書誌] Y.Tokuda: "Annihilation and formation of electron traps in hydrogen-implanted n-type silicon by light illumination"Mater.Sci.and Eng.. B71・1-3. 1-5 (2000)
• [文献書誌] H.Iwata: "Analysis of platelet distribution in the H ion implanted silicon"J.Crys.Growth. 210・1-3. 94-97 (2000)
• [文献書誌] Y,Tokuda: "Interaction of hydrogen with the vacancy-oxygen pair produced in n-type silicon by electron irradiation"Semicond.Sci.Tech.. 15・2. 126-129 (2000)