SEMI M66 - MISフラットバンド電圧―絶縁膜厚法を使った,酸化膜,およびhigh-κゲートスタックの有効仕事関数の算出方法

Volume(s): Materials
Language: Japanese
Type: Single Standards Download (.pdf)
Abstract

本スタンダードは,global Silicon Wafer Committeeで技術的に承認されている。現版は2006年5月16日,global Audits and Reviews Subcommitteeにて発行が承認された。2006年6月にwww.semi.orgで,そして2006年7月にCD-ROMで入手可能となる。

 

E 本文書は20072月に編集上の修正がなされた。変更箇所は,¶ R2-2.3である。

 

CMOS集積回路の継続的な縮小により,ムーアの法則による予測や,国際半導体技術ロードマップ(International Technology Roadmap for Semiconductors)の予測を達成するためには,新規材料やリソグラフィ技術の革新が必要な所まできている。ゲート絶縁膜膜厚が1nmに近づくに伴い,一般的に使われてきたゲート絶縁膜とゲート電極の材料(SiO2 とドープされたポリシリコン)の特性では,今後のノードに対応できない。従来のCMOSに使われているn+ p+ ポリシリコンゲート電極に替わる材料を探すため,代替材料候補の有効仕事関数を実験により算出することが新たに注目を集めている。

 

新たなゲート電極材料に要求される特徴の一つは,シリコン酸化膜(SiO2膜)とSiO2に代替すべく開発が進んでいるhigh-κ膜の両方のゲート絶縁膜に対して使用できる可能性である。ゲート電極の仕事関数差は,ゲート電極材料とシリコン基板の特性のみによる様に見えるが,さまざまな,金属と絶縁体の相互作用が,有効仕事関数に影響を与える電位シフトを発生させることが報告されている。したがって,これらの影響を十分考慮したテスト片構造と解析が求められる。

 

これらの測定が初めて広く使われる様になって以降,プロセス技術やウェーハ作製法が変化したことは,テスト片構造作製と解析方法の変更が必要なことを示している。本試験方法の目的は,この変更を明確にすることである。それは,測定,フラットバンド電圧―絶縁膜厚法より得たゲート電極有効仕事関数データの測定,解析と報告を含む。

 

Referenced SEMI Standards

SEMI M59 — Terminology for Silicon Technology
SEMI MF1153 — Test Method for Characterization of Metal-Oxide-Silicon (MOS) Structures by Capacitance-Voltage Measurements

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