2003 Fiscal Year Annual Research Report

超高キャリア濃度半導体構造を用いた超低抵抗金属/半導体接合の形成

Research Project

Project/Area Number	13355013
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	室田淳一東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	目黒敏靖東北大学, 電気通信研究所, 助手 (50182150) 櫻庭政夫東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (30271993)
Keywords	IV族半導体 / 不純物ドーピング / 原子層 / 金属 / 半導体接触抵抗 / CVD / SiGeC / P / B
Research Abstract	本基盤研究では、申請者らの開発してきた高清浄減圧CVD技術を駆使して、SiGeC系IV族半導体ヘテロ構造中にBやP等の不純物を超高濃度かつ局所的に原子層ドープした積層構造を形成し、各種の金属/半導体接触を製作することにより、超低抵抗接触を実現するための最適構造を実現することを目的とする。本年度はその第3年目として、Pを原子層状にドーピングした半導体積層構造を形成する研究とともに、その電気的特性の評価も行った。具体的には、本補助金により購入した高清浄減圧CVD装置を始めとする各種装置を駆使して2×10^<15>cm^<-2>のP原子層形成表面上でのSiエピタキシャル成長について研究を進め、そのキャリア濃度と抵抗率を評価した。その結果、500℃、SiH_4分圧6Paの場合には、初期表面P量はSiH_4反応により減少するが、Si薄膜は成長しないことを見いだした。さらに、表面P量が1原子層より少なくなった場合には、Si薄膜がエピタキシャル成長すると同時に、1×10^<14>cm^<-2>の一定量のP原子が表面に析出することを見いだした。一方、450℃、SiH_4分圧220Paの場合には、P原子の表面析出が効果的に抑えられることにより、1.5×10^<14>cm^<-2>のP原子が表面析出することなく取り込まれ、超高濃度PドープSi構造形成が実現されることを見いだした。さらに、従来の高温熱拡散法により形成したPドープSiに較べて60%以上高いキャリア濃度を示すことも見いだし、非平衡状態において電気的活住化率の高い高濃度PドープSi結晶の形成が可能であることを明らかにした。以上のように、MOSFETなどの半導体デバイス高性能化に重要となる、超低抵抗金属/半導体接触実現のための超高濃度不純物ドープ半導体構造形成において大きな成果を得た。

Research Products

(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Y.Jeong et al.: "Atomic-Layer Doping in Si by Alternately Supplied NH_3 and SiH_4"Appl.Phys.Lett.. Vol.82. 3472-3474 (2003)
[Publications] K.Takahashi et al.: "Si Epitaxial Growth on SiH_3CH_3 Reacted Ge(100) and Intermixing between Si and Ge during Heat Treatment"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 193-196 (2003)
[Publications] M.Sakuraba et al.: "Si Atomic Layer-by-Layer Epitaxial Growth Process Using Alternate Exposure of Si (100) to SiH_4 and to Ar Plasma"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 197-200 (2003)
[Publications] H.Shim et al.: "Work Function of Impurity-Doped Polycrystalline Si_<1-x-y>Ge_xC_y Film Deposited by Ultraclean Low-Pressure CVD"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 209-212 (2003)
[Publications] J.Noh et al.: "Contact Resistivity between Tungsten and Impurity(P and B)-Doped Si_<1-x-y>Ge_xC_y Epitaxial Layer"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 679-683 (2003)
[Publications] T.Kanaya et al.: "W Delta Doping in Si(100) Using Ultraclean Low-Pressure CVD"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 684-688 (2003)
[Publications] J.Noh et al.: "Relationship between Impurity (B or P) and Carrier Concentration in SiGe(C) Epitaxial Film Produced by Thermal Treatment"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 77-81 (2004)
[Publications] Y.Jeong et al.: "Epitaxial Growth of N Delta Doped Si Films on Si(100) by Alternately Supplied NH_3 and SiH_4"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 197-201 (2004)
[Publications] Y.Shimamune et al.: "Formation of Heavily P Doped Si Epitaxial Film on Si(100) by Multiple Atomic-Layer Doping Technique"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 202-205 (2004)
[Publications] M.Fujiu et al.: "Effect of Carbon on the Thermal Stability of a Si Atomic Layer on Ge(100)"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 206-209 (2004)
[Publications] D.Muto et al.: "Ar Plasma Irradiation Effects in Atomically Controlled Si Epitaxial Growth"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 210-214 (2004)
[Publications] D.Lee et al.: "Fabrication of 0.12-μm SiGe-Channel MOSFET Containing High Ge Fraction with Ultrashallow Source/Drain Formed by Selective B-Doped SiGe CVD"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 254-259 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

超高キャリア濃度半導体構造を用いた超低抵抗金属/半導体接合の形成

Principal Investigator

室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)

Research Products

[Publications] Y.Jeong et al.: "Atomic-Layer Doping in Si by Alternately Supplied NH_3 and SiH_4"Appl.Phys.Lett.. Vol.82. 3472-3474 (2003)

[Publications] K.Takahashi et al.: "Si Epitaxial Growth on SiH_3CH_3 Reacted Ge(100) and Intermixing between Si and Ge during Heat Treatment"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 193-196 (2003)

[Publications] M.Sakuraba et al.: "Si Atomic Layer-by-Layer Epitaxial Growth Process Using Alternate Exposure of Si (100) to SiH_4 and to Ar Plasma"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 197-200 (2003)

[Publications] H.Shim et al.: "Work Function of Impurity-Doped Polycrystalline Si_<1-x-y>Ge_xC_y Film Deposited by Ultraclean Low-Pressure CVD"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 209-212 (2003)

[Publications] J.Noh et al.: "Contact Resistivity between Tungsten and Impurity(P and B)-Doped Si_<1-x-y>Ge_xC_y Epitaxial Layer"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 679-683 (2003)

[Publications] T.Kanaya et al.: "W Delta Doping in Si(100) Using Ultraclean Low-Pressure CVD"Appl.Surf.Sci.. Vol.212-213. 684-688 (2003)

[Publications] J.Noh et al.: "Relationship between Impurity (B or P) and Carrier Concentration in SiGe(C) Epitaxial Film Produced by Thermal Treatment"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 77-81 (2004)

[Publications] Y.Jeong et al.: "Epitaxial Growth of N Delta Doped Si Films on Si(100) by Alternately Supplied NH_3 and SiH_4"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 197-201 (2004)

[Publications] Y.Shimamune et al.: "Formation of Heavily P Doped Si Epitaxial Film on Si(100) by Multiple Atomic-Layer Doping Technique"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 202-205 (2004)

[Publications] M.Fujiu et al.: "Effect of Carbon on the Thermal Stability of a Si Atomic Layer on Ge(100)"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 206-209 (2004)

[Publications] D.Muto et al.: "Ar Plasma Irradiation Effects in Atomically Controlled Si Epitaxial Growth"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 210-214 (2004)

[Publications] D.Lee et al.: "Fabrication of 0.12-μm SiGe-Channel MOSFET Containing High Ge Fraction with Ultrashallow Source/Drain Formed by Selective B-Doped SiGe CVD"Appl.Surf.Sci.. Vol.224. 254-259 (2004)

室田淳一東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)