デバイス工程中の炭素クラスター注入領域の水素吸着脱離挙動解析

摘要

CMOSイメージセンサ一の高性能化のために，我々は炭素クラスタ一ィrオン注入ェピタキシャルゥェ一ハを開 発してきた1).炭素クラスタ一イオン注入ェピタキシャルゥェ一ハは重金属および酸素に対する高いゲッタリング能 力を有するが,同時に注入領域中に水素を捕獲かつ再放出する特徴が明らかとなってしヽる.さらに,炭素クラスタ—注入ェピタキシャルゥェ一ハを用いることにより,CMOSイメージセンサ一の界面準位欠陥起因の白キズ欠陥を 低減できることが報告されている.また,CMOSイメージセンサ一は混色（クロストーク）を低減するためにDeep Trench Isolation(DTI)構造が用いられており,デバイス構造は複雑化,多層化が進んでいる.そのため,従来の水 素シンター処理では界面準位欠陥のパッシベ一シヨンが十分でない懸念がある.炭素クラスタ一注入ェピタキシャ ルゥェ一ハはェピ層の直下から水素をデバイスプロセス中に供給することが可能である.したがって,DTI構造およ び多層構造においてもパッシベ一シヨン効果が期待できる.一方で,これまでの炭素クラスタ一注入領域における 熱処理時の水素拡散挙動の報告は窒素雰囲気でおこなわれており,クラスター注入領域から脱離する水素の解 析結果であった.しかしながら,実際のデバイス工程はドライエッチング工程やPlasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)による層間絶縁膜（SioO_2,SiN)の成膜工程など,水素を高濃度に含んだ雰囲気である.その ため,例えばPECVDにより成膜されたSiO_2,SiN膜は高濃度の水素を含んでいる.それゆえ,炭素クラスタ一注入 領域の吸着挙動も考慮したデバイス工程中における水素の吸着脱離挙動解析は,界面準位欠陥に対するパッシ ベ一シヨン効果の理解に極めて重要である.本研究では,PECVDによるSiO_2,SiNを成膜した炭素クラスタ一注入 ェピタキシャルゥェ一ハを用いて,注入領域中における水素の吸着脱離挙動を評価,解析したので報告する.