プラズマプロセスにより形成される３次元欠陥分布が暗電流特性に及ぼす影響評価

摘要

半導体集積回路の製造工程にはプラズマプロセスが広く用いられている．プラズマ処理中には入射イオンによるダメージにより被加工材料中に欠陥が形成される．入射イオンは深さ方向だけでなく，「確率的な散乱」により横（ラテラル）方向にも欠陥を形成する．横方向に形成される欠陥は低密度であるが，超低密度の欠陥が要求されるセンシングデバイスや超低消費電力デバイスで将来問題となってくることが予想される．ラテラル散乱で形成された欠陥を検出するには，３次元欠陥分布を解析することが必要となり，従来の評価技術のみでは困難である．そこで今回，横方向にpn 接合距離を変化させたデバイス構造を設計した．この構造を用いて，プラズマ誘起ダメージ形成に伴う接合リーク電流の変化を解析することで，横方向に拡がる低密度の欠陥の存在を確認することに成功した．さらに，イメージセンサの暗電流特性に着目し，横方向に形成された低密度欠陥のデバイスへの影響を検証した．