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J-GLOBAL ID：201202210141709161   整理番号：12A0783993

原子間力顕微鏡-Raman抽出を用いた追加Nイオン注入処理による相補型金属-酸化物-半導体トランジスタ中の真性圧縮応力の緩和

The relaxation of intrinsic compressive stress in complementary metal-oxide-semiconductor transistors by additional N ion implantation treatment with atomic force microscope-Raman stress extraction

著者 (5件)： LIAO M.-h. (Dep. of Mechanical Engineering, National Taiwan Univ., Taipei, Taiwan) ,  CHEN C.-h. (Dep. of Mechanical Engineering, National Taiwan Univ., Taipei, Taiwan) ,  CHANG L.-c. (Dep. of Mechanical Engineering, National Taiwan Univ., Taipei, Taiwan) ,  YANG C. (Dep. of Mechanical Engineering, National Taiwan Univ., Taipei, Taiwan) ,  KAO S.-c. (Dep. of Mechanical Engineering, National Taiwan Univ., Taipei, Taiwan)
資料名： Journal of Applied Physics  (Journal of Applied Physics)
巻： 111  号： 9  ページ： 094511-094511-4  発行年： 2012年05月01日 
JST資料番号： C0266A  ISSN： 0021-8979  CODEN： JAPIAU  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ナノメータレベルの空間分解能を持つ原子間力顕微鏡-Raman法による応力測定により,最新の相補型金属-酸化物-半導体(CMOS)トランジスタのSi活性領域(OD)上で約550MPaの高い圧縮応力が観測された。最新のCMOSトランジスタの製造プロセスにおける熱処理時には,Siとシャロートレンチアイソレーション(STI)酸化物との熱膨張係数の違いにより,Si OD中にこのような大きな圧縮応力が発生する。その結果,電子移動度が著しく低下する。このSi OD中のプロセス誘起真性圧縮応力を緩和して,性能損失を回復するため,この研究では(以前に提案した)片側パッドSiN層に加えて,STI酸化物中にNをイオン注入する新たなプロセスを提案した。このプロセスを使ってSi OD中の圧縮応力を約438MPaまで低減することができた。これはSiとNドープSTI酸化物(SiO₂)との熱膨張係数の差が小さいためである。NドープSiO₂ STI領域中のSi-N結合形成をFourier変換赤外分光スペクトルによりモニターした。Si,SiO₂,SiNの熱膨張係数はそれぞれ2.6ppm/K,0.4ppm/K,2.87ppm/Kであった。この追加N IMP処理によるSi OD中の実効真性圧縮応力緩和は約112MPa(550MPa→438MPa)であり,この応力緩和は電子移動度の増加/回復に約14%寄与した。電気的な実験データ(電子移動度)は,歪みSiの理論における圧電気に基づく理論計算結果とよく一致した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： CMOS構造 ,  *MOS集積回路 ,  *応力緩和 ,  圧縮応力 ,  ケイ素 ,  アイソレーション【IC】 ,  二酸化ケイ素 ,  *イオン注入 ,  窒素 ,  半導体プロセス ,  熱膨張係数 ,  窒化ケイ素 ,  *キャリア移動度 ,  顕微Raman分光法 ,  原子間力顕微鏡
準シソーラス用語： シャロートレンチアイソレーション ,  *電子移動度

分類 (2件)： 金属-絶縁体-半導体構造  (BM03085X) ,  半導体集積回路  (NC03162T)

タイトルに関連する用語 (7件)： 原子間力顕微鏡 ,  Nイオン ,  注入処理 ,  酸化物 ,  トランジスタ ,  圧縮応力 ,  緩和