1996 Fiscal Year Annual Research Report
完全自己整合メタライゼーション超高速CMOSの研究
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08455157
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
横山 道央 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (40261573)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
益 一哉 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20157192)
坪内 和夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006283)
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| Keywords | 自己整合 / メタライゼーション / 選択Al-CVD / 寄生抵抗 / シリサイド / TiNバリア / プラズマ窒化 / MOSFET |
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| Research Abstract |
本研究では,単体MOSデバイスの寄生抵抗低減プロセス技術として、個別の選択Al-CVD技術・瞬時加熱型熱処理(RTA)技術を統合した「完全自己整合メタライゼーション技術」を確立し、0.1μm超高速MOSデバイス作製の基礎を築く。初年度である平成8年度において、以下の研究を行った。
(1)自己整合シリサイド/バリア形成技術:高速微細MOSデバイスにおけるコンタクト抵抗低減のため、TiSi_2を用いてゲート・ソース/ドレイン上で自己整合的にシリサイド化を行うTiサリサイド技術を確立し,さらにAl/Siの相互拡散を抑えるバリア層(TiN層)を,窒素プラズマによるシリサイド表面窒化により自己整合的に形成する方法を確立した。既に開発している選択Al CVC装置内で窒素プラズマを発生できる様プラズマ源を作成した。
(2)選択Al-CVC技術:TiNバリア形成後,引き続き同一チャンバー内で選択Al CVDを行う事により,Si/TiSi2/TiN/Al構造を実現した。バリア形成後,真空を破る事なく,連続的にCVD-Al堆積が可能となった為,下地膜表面自然酸化膜の影響のない極薄且つ平坦なAl膜の堆積が実現できる事を確認した。また,選択AlCVD成膜後の熱処理安定性について、Si/TiSi2/TiN/Al構造に電流を流し,その電気特性より熱処理安定性を評価した結果,450°C熱処理後もバリア特性は維持され,界面は安定である事を確認した。
(3)完全自己整合メタライゼーションMOSFETにおける寄生抵抗低減の効果をシミュレーションにより解析し,選択CVD-Alを用いる事で従来構造デバイスに比較して数倍の速度改善効果がある事を確認した。
以上,本研究は計画に沿って進展しており,「完全自己整合メタライゼーション技術」確立の見通しは立っている。
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[Publications] H. Matsuhashi: "Self-Aligned Barrier Layer Formation for Fully-SelflAligned Metallization MOSFET" Abstracts of Advanced Metallization and Interconnect Systems for ULSI Applications. (1996)
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[Publications] 益 一哉: "Al-CVD技術による完全自己整合メタライゼーション" 電気学会電子材料研究会. EFM-96-12. 17-23 (1996)
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[Publications] 横山 道央: "選択Al CVD技術を用いた完全自己整合メタライゼーションMOSFETにおける寄生抵抗解析" 平成8年度電気関係学会東北支部連合大会. 337 (1996)
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[Publications] 後藤 晶央: "選択Al CVD技術を用いた完全自己整合メタライゼーションMOSFET" 電子情報通信学会技術報告(シリコン材料・デバイス研究会). SDM-96-135. 25-30 (1996)
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[Publications] 田嶋 陵: "完全自己整合メタライゼーションMOSFETにおける寄生抵抗解析" 1996年秋季 第57回応用物理学会学術講演会(1996年9月). 9aN-7 (1996)
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[Publications] 後藤 晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスCIF3表面クリーニング(V)" 1996年秋季 第57回応用物理学会学術講演会(1996年9月). 8aN-5 (1996)
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[Publications] 益 一哉: "Si上のAl CVDにおける表面反応" 1996年秋季 第57回応用物理学会学術講演会(1996年9月). 8pQ-2 (1996)
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[Publications] 松橋 秀樹: "完全自己整合メタライゼーションMOSFETにおけるバリア層の自己整合形成" 1996年秋季 第57回応用物理学会学術講演会(1996年9月). 9aN-6 (1996)
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[Publications] 李 昌勲: "完全自己整合メタライゼーションにおけるバリア層の自己整合形成〜XPSにおけるプラズマ窒化したシリサイド表面の化学状態評価〜" 1997年春季 第44回応用物理学関連連合講演会(1997年3月). (講演予定). (1996)
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[Publications] 松橋秀樹: "完全自己整合メタライゼーションにおけるバリア層の自己整合形成〜N2プラズマによって形成した窒化バリア層の極薄接合層への適用〜" 1997年春季 第44回応用物理学関連連合講演会(1997年3月). (講演予定). (1996)
