シリコン（110）面pMOSFETにおける反転層容量と低電界移動度特性

摘要

本論文ではシリコン（110）面pMOSFETの基本輸送特性について系統的に調べる。（110）面pFETでは基板面に垂直な方向の有効質量が大きいため、（100）面pFETに比べて大きな反転層容量が得られる。また、（110）面＜110＞方向pFETにおいて基板不純物濃度(N_(sub)）の増加とともに低電界移動度（μ)が増加する現象を初めて観測した。高N_(sub)の（110）面pFETでは、（100）面pFETに比べて一軸応力によるμの増加率が低いものの、無歪状態でのμが極めて高いために優れた性能が実現できる。%Basic transport properties of Si (110) pMOSFETs are systematically investigated. Inversion-layer capacitance of (110) pFETs is larger than that of (100) pFETs owing to larger out-of-plane effective mass in (110) pFETs. It is first observed that low-field mobility (μ) increases with the increase in substrate impurity concentration (N_(sub)) in (110)/<110> pFETs. Although μ enhancement ratio by uniaxial stress is lower in high-N_(sub) (110) pFETs than in (100) pFETs, excellent performance is obtained in strained (110)/<110> pFETs as a result of much higher μ without strain.