重水素による極薄ゲート酸化膜の高信頼化証実と信頼性向上機構の解明

摘要

LSIデバイスの高集積化が進むに伴い，高速·低消費電力化の要求がますます高まっている。 LSIデバイスの高速性能を維持するためには，ゲート酸化膜の薄膜化が必須である。 最近では，膜厚が1nm（1cmの1千万分の1）を下回るゲート酸化膜を利用したトランジスタも，研究レベルで報告されている。しかし，ゲート酸化膜が薄膜化するとゲート酸化膜に印加される電界が高くなるので，信頼性の確保が重要な課題となってきている。 ゲート酸化膜の信頼性の劣化は，電気的なストレス下においてゲート酸化膜中あるいは界面に生成される欠陥によって引き起こされると考えられており，その起源の一つに水素結合が考えられている。 すなわち，ゲート酸化膜中あるいは界面に存在する水素結合が電気的ストレス印加で切れて欠陥となる。 したがって，この水素に起因した欠陥生成を抑制するプロセス技術は，ゲート酸化膜の高信頼化にとって重要である。