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2013 年度 研究成果報告書

統合型誘電率設計手法を用いた極低消費電力素子のナノ材料プロセスの研究開発

研究課題

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研究課題/領域番号 23360321
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関京都大学

研究代表者

江利口 浩二  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70419448)

研究分担者 斧 高一  京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30311731)
鷹尾 祥典  京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80552661)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードプラズマ / 表面・界面制御 / 極低消費電力 / 欠陥 / 誘電率 / シリコン / トランジスタ
研究概要

高機能デバイスの低消費電力化のための統合的なプロセス設計手法構築に向けて、プラズマプロセスにおける表面界面ナノ領域の欠陥形成機構とその動的挙動の解明に取り組んだ。シリコン半導体デバイスに着目し、プラズマ処理がデバイス消費電力増大に及ぼす影響を、高誘電率薄膜あるいはSi基板表面近傍での欠陥形成に着目しモデル化した。数ミクロン領域での解析が可能な変調反射率分光法、電気容量解析法に加え、分子動力学法を中心とするシミュレーションを用いて、種々のプラズマ処理に伴う欠陥形成過程を定量化した。さらに次世代3次元構造デバイスのプロセス設計や形成された欠陥の回復プロセス設計指針などを明らかにした。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (26件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of straggling of incident ions on plasma-induced damage creation in "fin"-type field-effect transistors2014

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, A. Matsuda, Y. Takao, K. Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 53 ページ: 03DE02

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.03DE02

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved hardness and electrical property of c-BN thin films by magnetically enhanced plasma ion plating technique2014

    • 著者名/発表者名
      M. Noma, K. Eriguchi, Y. Takao, N. Terayama, K. Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 03DB02

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.03DB02

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Annealing performance improvement of elongated inductively coupled plasma torch and its application to recovery of plasma- induced Si substrate damage2014

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Eriguchi, M. Saitoh, H. Kawaura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 03DG01

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.03DG01

    • 査読あり
  • [雑誌論文] μ-Photoreflectance Spectroscopy for Microscale Monitoring of PlaBsma-induced Physical Damage on Si Substrate2014

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, Y. Nakakubo, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 03DF01

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.03DF01

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of plasma-induced charging damage on random telegraph noise in metal-oxide-semiconductor field- effect transistors with SiO 2 and high-k gate dielectrics2014

    • 著者名/発表者名
      M. Kamei, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 03DF02

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.03DF02

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-k MOSFET performance degradation by plasma process-induced charging damage2012

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, M. Kamei, Y. Takao, K. Ono
    • 雑誌名

      2012 IEEE International Integrated Reliability Workshop Final Report

      ページ: 80-84

    • DOI

      10.1109/IIRW.2012.6468925

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic Model of Threshold Voltage Variation Induced by Plasma Charging Damage in high-k Metal-Oxide- Semiconductor Field-Effect Transistor2011

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, M. Kamei, Y. Takao, K. Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 50 ページ: 10PG02

    • DOI

      10.1143/JJAP.50.10PG02

    • 査読あり
  • [学会発表] プラズマチャージングダメージによる MOSFET ランダムテレグラフノイズ(RTN)特性の変動2014

    • 著者名/発表者名
      亀井政幸, 江利口浩二, 鷹尾祥典, 斧高一
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 年月日
      2014-03-19
  • [学会発表] プラズマ誘起 Si 基板ダメージの熱処理回復過程の検討(1)2014

    • 著者名/発表者名
      江利口浩二, 深沢正永, 鷹尾祥典, 辰巳哲也, 斧高一
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 年月日
      2014-03-19
  • [学会発表] Fin 型トランジスタ加工におけるプラズマ誘起Si基板ダメージ形成モデル2014

    • 著者名/発表者名
      江利口浩二
    • 学会等名
      第168回研究会(主催 : 応用物理学会シリコンテクノロジー分科会)
    • 発表場所
      東京(東京大学)
    • 年月日
      2014-02-14
  • [学会発表] Impacts of plasma process parameters on mechanical properties of c-BN thin-films2014

    • 著者名/発表者名
      M. Noma, K. Eriguchi, S. Hasegawa, M.Yamashita, Y. Takao, N. Terayama, K. Ono
    • 学会等名
      The 8th Int. Conf. Reactive Plasmas / 31st Symp. Plasma Processing, 5B-AM-O2
    • 年月日
      2014-02-05
  • [学会発表] Effects of Plasma-Induced Si Damage Structures on Annealing Process Design-Gas Chemistry Impact2013

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, Y. Nakakubo, M. Fukasawa, Y. Takao, K. Eriguchi, T. Tatsumi, K. Ono
    • 学会等名
      AVS 60th International Symposium & Exhibition
    • 発表場所
      the Long Beach Convention Center, California, USA
    • 年月日
      2013-10-28
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of plasma-induced Si substrate damage : Latent defect structures and bias-frequency effects2013

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, A. Matsuda, Y. Takao, K. Ono
    • 学会等名
      The 66th Annual Gaseous Electronics Conference (GEC)
    • 発表場所
      Princeton, New Jersey
    • 年月日
      2013-10-03
  • [学会発表] Modeling as a powerful tool for understanding surface damage during plasma processing of materials2013

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi
    • 学会等名
      Plasma Etch and Strip in Microtechnology (PESM)
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2013-03-15
  • [学会発表] 温度制御型フォトリフレクタンス分光法を用いたプラズマ誘起Si 基板ダメージの定量化とそのプロファイル解析2012

    • 著者名/発表者名
      松田朝彦, 中久保義則, 鷹尾祥典, 江利口浩二, 斧高一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会(IEICE-SDM)
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-10-25
  • [学会発表] High-k MOSFET performance degradation by plasma process-induced charging damage2012

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi
    • 学会等名
      IEEE International Integrated Reliability Workshop (IIRW)
    • 発表場所
      Fallen Leaf Lake, USA
    • 年月日
      2012-10-14
  • [学会発表] Hを含むプラズマによるSi基板ダメージ構造とその回復プロセスについての検討2012

    • 著者名/発表者名
      中久保義則, 松田朝彦, 深沢正永, 鷹尾祥典, 江利口浩二, 辰巳哲也, 斧高一
    • 学会等名
      2012年秋季 第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2012-09-12
  • [学会発表] ナノスケールデバイスのためのプラズマプロセス2012

    • 著者名/発表者名
      江利口浩二
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第24回専門講習会『ナノテク時代のプラズマ技術』
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2012-01-12
  • [学会発表] プラズマ誘起ダメージ2011

    • 著者名/発表者名
      江利口浩二
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2011-11-24
  • [学会発表] Defect Profiling Using a Wet-Etch Technique and Photoreflectance Spectroscopy for He- and Ar-Plasma-Damaged Si Substrate2011

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, Y. Nakakubo, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono
    • 学会等名
      Proc. 33rd International Symposium on Dry Process (DPS 2011)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2011-11-11
  • [学会発表] 物理的プラズマダメージによるMOSFETバラツキ増大予測のための包括モデル2011

    • 著者名/発表者名
      江利口浩二, 中久保義則, 松田朝彦, 鷹尾祥典, 斧高一
    • 学会等名
      シリコン材料・デバイス研究会(SDM)
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-10-21
  • [学会発表] 電気的手法を用いた物理的Si基板ダメージのプラズマプロセス依存性の検討2011

    • 著者名/発表者名
      中久保義則, 江利口浩二, 松田朝彦, 鷹尾祥典, 斧高一
    • 学会等名
      シリコン材料・デバイス研究会 (SDM)
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2011-10-21
  • [学会発表] Modeling of Parameter Fluctuation Induced by Plasma Process Damage in Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors2011

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi
    • 学会等名
      19th Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD)
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2011-06-29
  • [学会発表] A New Prediction Model for Effects of Plasma-Induced Damage on Parameter Variations in Advanced LSIs2011

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, Y. Takao, K.Ono
    • 学会等名
      IEEE Proc. Int. Conf. on Integrated Circuit Design & Technol. (ICICDT)
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2011-05-04
  • [学会発表] Atomistic simulations of plasma process-induced Si substrate damage - Effects of substrate bias-power frequency

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, Y. Nakakubo, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono
    • 学会等名
      IEEE Proc. Int. Conf. on Integrated Circuit Design & Technol. (ICICDT)
    • 発表場所
      Italy
  • [学会発表] Scenario of plasma-induced physical damage in FinFET-the effects of "straggling" of incident ions by a range theory-

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, A. Matsuda, Y. Takao, K. Ono
    • 学会等名
      Proc. 35th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
  • [学会発表] Comprehensive Evidence-based Guidelines for Annealing Plasma- damaged Si Substrates -Impact of plasma process conditions-

    • 著者名/発表者名
      M. Fukasawa, A. Matsuda, Y. Nakakubo, S. Sugimura, K. Nagahata, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono, T. Tatsumi
    • 学会等名
      Proc. 35th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
  • [学会発表] Impacts of Plasma-induced Charging Damage on Random Telegraph Noise (RTN) Behaviors in MOSFETs with SiO 2 and High-k Gate Dielectrics

    • 著者名/発表者名
      M. Kamei, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono
    • 学会等名
      Proc. 35th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
  • [学会発表] μ-Photoreflectance spectroscopy for microscale monitoring of plasma-induced physical damage

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, Y. Nakakubo, Y. Takao, K. Eriguchi, K. Ono
    • 学会等名
      Proc. 35th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
  • [学会発表] Improved hardness and electrical property of c-BN thin films by magnetically enhanced plasma ion plating technique

    • 著者名/発表者名
      M. Noma, K. Eriguchi, Y. Takao, N. Terayama, K. Ono
    • 学会等名
      Proc. 35th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
  • [学会発表] Recovery of Plasma-Induced Si Substrate Damage Using Atmospheric Thermal Plasma

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, K. Eriguchi, M. Saitoh, H. Kawaura
    • 学会等名
      Proc. 35th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
  • [学会発表] Optimization problems for plasma-induced damage - A concept for plasma-induced damage design

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi, Y. Nakakubo, A. Matsuda, M. Kamei, Y. Takao, K. Ono
    • 学会等名
      IEEE Proc. Int. Conf. on Integrated Circuit Design & Technol. (ICICDT)
    • 発表場所
      Austin, Texas
  • [学会発表] Three-Dimensional Parameter Mapping of Annealing Process for HBr/O_2 -Plasma- Induced Damages in Si Substrates

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, Y. Nakakubo, M. Fukasawa, Y. Takao, T. Tatsumi, K. Eriguchi, K. Ono
    • 学会等名
      Proc. 34th International Symposium on Dry Process (DPS)
    • 発表場所
      Tokyo
  • [図書] Application of Molecular Dynamics Simulations to Plasma Etch Damage in Advanced Metal-Oxide- Semiconductor Field-Effect Transistors, Molecular Dynamics - Studies of Synthetic and Biological Macromolecules2012

    • 著者名/発表者名
      K. Eriguchi
    • 総ページ数
      221-244
  • [備考]

    • URL

      http://www.propulsion.kuaero.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2015-06-25  

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