ラジカル酸窒化法を用いたSTI端近傍のグート絶縁膜改善による高性能・高信頼サブ1.5nmグート酸窒化膜形成

概要

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シャロウ・トレンチ・アイソレーション(STI)は、微細素子領域を実現するために有効な技術であるが、チャネル幅が狭い場合、逆狭チャネル効果や信頼性劣化が生じることが分かった。これは、STIと接するチャネル端部にSi<100>面と異なる面方位が生じ、従来の酸化法では酸化膜成長速度に面方位依存性があるため、局所的にゲート酸化膜の膜厚が薄くなるためである。一方、反応性の強いラジカル酸素は、酸化速度に面方位依存性がないため、均一な膜厚かつ高信頼なゲート酸化膜を形成できることが分かった。酸化膜厚が1.5nm以下では、チャネル幅が狭いほど信頼性改善効果が小さくなるが、ラジカル窒素による窒化処理を施すことにより、酸化膜換算膜厚を変えずに信頼性の弱い部分を含む酸化膜全体を強化できることが分かった。従って、ラジカル酸素・窒素によるゲート酸窒化膜は、STIを用いたトランジスタにおいて逆狭チャネル効果を抑制し、低リークかつ高信頼な1.3〜1.7nmゲート絶縁膜を形成できることが分かった。
社団法人電子情報通信学会の論文
2002-01-14