바카라 사이트의 미세한 손상 결정

두 번째 수석 연구원 인 Fumura Shota, 기본 전자 조명 기술부, 전자 조명 기술, 전자 조명 기술 연구소 (National Instit

초 미세 가공을 통한 고도로 통합 된 바카라 사이트 요소를 갖는 바카라 사이트 칩은 엄청난 양의 정보의 고속 처리에 적합하며 클라우드 서버와 같은 정보 처리 장비에 널리 사용됩니다 거기에 사용 된 실리콘Transtor장치 구조를 소형화하여 개선되었지만 미세 처리에 사용됩니다플라즈마 처리프로세스로 인한 내부 트랜지스터의 손상이 장치 성능을 저하시키는 데 문제가있었습니다 혈장 손상은 다양한 메커니즘을 통해 발생하며 손상 복구 방법의 부적절한 설정도 부적절했습니다 이번에는 바카라 사이트 태양 전지의 연구 및 개발 분야에 널리 사용되는 방법을 사용하여 간단하고 짧은 시간에 바카라 사이트 표면 근처의 손상량을 정량적으로 평가했습니다

우리는 혈장 손상을 억제하고 바카라 사이트 칩의 성능과 신뢰성을 향상시키는 데 기여하기위한 기술을 개발할 것입니다 이 기술의 세부 사항은 2024 년 7 월 27 일에 제공됩니다응용 표면 과학"에 게시

반도체 칩은 엄청난 양의 정보의 고속 처리에 적합하므로 스마트 폰 및 컴퓨터와 같은 개인 장치에서 클라우드 서버와 같은 대규모 인프라에 이르기까지 정보 처리 장비에 널리 사용됩니다 이러한 맥락에서, IoT 및 Generation 바카라 사이트와 같은 디지털 사회의 발전으로 더 빠르고 낮은 전력 소비로 정보 처리를 수행하려면 반도체 칩의 성능과 신뢰성을 향상시켜야합니다

바카라 사이트 트랜지스터는 장치 성능을 향상시키기 위해 소형화를 받고 있습니다 그러나, 혈장 처리는 미세 구조 형성에 사용되며, 트랜지스터 내부로 생성 된 혈장 손상은 장치 성능에 큰 영향을 미쳐 신뢰성을 줄이는 문제가 발생합니다 혈장 손상 생성의 메커니즘은 지금까지 명확하지 않았으며 손상 수리로는 충분하지 않았습니다

바카라 사이트ST는 반도체 장치의 연구 및 개발의 성능과 신뢰성을 향상시키는 것을 목표로하며 반도체 장치의 손상량을 평가하는 기술을 개발했습니다 이번에는이 기술을 미세 처리에 널리 사용하는 플라즈마 가공 공정에 적용했으며 반도체 장치의 저하로 이어지는 손상의 양에 대한 간단한 정량적 평가를 성공적으로 달성했습니다 또한 손상을 일으키는 요인을 분류하고 손상을 막기위한 지침을 얻습니다

이 연구 및 개발은 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보를위한 일본 협회 (Japan Society)에서 뒷받침됩니다 또한이 연구 개발은 Nagoya University 저온 플라즈마 과학 연구 센터에서 공동 사용 및 공동 연구로 수행되고 있습니다

이 연구는 트랜지스터의 장치 성능이 악화되는 손상의 양을 정량적으로 평가하는 가장 간단한 구조적 모델 인 바카라 사이트 웨이퍼에 형성된 바카라 사이트 옥사이드 필름의 혈장 처리에 중점을 두었습니다 그림 1 (a)는 플라즈마 처리에 사용되는 실험 장비의 개략도를 보여줍니다 진공 용기의 탄소 테트라 플루오 라이드 (CF)₄) 바카라 사이트 산화물 필름 (SIO₂)가 처리되었습니다 가공 동안 혈장의 방출 스펙트럼은도 1 (b)에 도시되어있다 방출 스펙트럼으로부터, 탄소 불소 활성 종 (CF₃10140_10247₃⁺)도 있습니다 가공 동안, 활성 종, 이온 및 광자와 같은 다양한 입자 종이 있으며, 이들 입자 종은 산화물 필름 표면의 바카라 사이트 원자 (SI) 및 산소 원자 (O)와 반응하여 가공을 달성한다

이 연구에서, 우리는 바카라 사이트 표면 근처의 손상을 일으키는 요인을 분류하기 위해 처리 후 산화물 필름의 두께 (남아있는 필름 두께)를 변화시키는 실험을 수행했다 손상을 정량적으로 평가하려면 바카라 사이트 사용캐리어 수명| 측정되었습니다 캐리어 수명 측정을 위해 바카라 사이트 태양 전지의 연구 개발 분야에서 널리 사용됩니다Pseudosteady-State 광전도 측정| 채택되었습니다 이 측정 방법을 사용하여 바카라 사이트 표면 근처의 손상은 짧은 시간에 쉽게 평가 될 수 있습니다 캐리어 수명은 손상으로 인해 단축되고 손상 수리로 인해 더 길어집니다

혈장 처리 후 캐리어 수명의 변화는 그림 2 (a)에 나와 있습니다 수직 축은 캐리어 수명을 나타내고 수평 축은 잔류 필름 두께를 나타냅니다 나머지 필름이 더 얇아지면서 캐리어 수명은 더 짧아서 바카라 사이트 표면 근처에서 더 많은 손상이 발생 함을 나타냅니다

이 처리 손상은 산화물 필름의 가공에 필요한 활성 종, 이온 및 광자가 산화물 필름의 표면과 충돌하고 다양한 반응을 겪을 때 발생합니다 그림 3은 손상을 유발하는 요인의 분류를 보여줍니다 대부분의 광자는 산화물 필름을 통과함으로써 바카라 사이트 표면 근처에서 흡수된다 이 광자가 흡수됨에 따라 약한 원자 결합이 파손되어 손상으로 감지됩니다 산화물 필름을 통과하는 광자의 확률은 높기 때문에, 따라서 산화물 필름이 두껍다면, 광자는 바카라 사이트 표면 근처의 손상의 주요 원인이다 (도 3 (a))

반면에, 이온과 활성 종은 웨이퍼에 다른 발병 에너지를 가지므로 산화물 필름에 다른 침투 길이를 초래합니다 예를 들어 CF₃⁺산화물 필름으로의 이온의 침입 길이는 약 몇 ​​나노 미터이며 CF₃활성 종은 약 몇 가지 원자 층입니다 이 차이로 인해 나머지 필름이 얇은 경우 (약 몇 나노 미터), 이온은 바카라 사이트 표면 근처에 도달하여 손상을 형성합니다 (그림 3 (b)) 활성 종은 산화물 필름으로 침투하는 것이 제한되어 있기 때문에 산화물 필름 처리의 끝 근처에서만 바카라 사이트 표면을 손상시킨다 (도 3 (c)) CF₃⁺ION 및 CF₃활성 종은 산화물 필름과 바카라 사이트의 불순물이므로 이러한 오염은 손상으로 간주됩니다 따라서, 손상은 가공 초기 광자에 의해 형성 된 후 이온 및 활성 종에 의해 가공의 진행과 함께 형성되는 것으로 여겨진다

다음으로, 수소 (H₂) 가공 후 웨이퍼는 가스 대기에서 열처리를 거쳐 캐리어 수명의 변화를 측정 하였다 (도 2 (b)) 열처리 후, 캐리어 수명이 길고 손상이 수리됩니다 이 복구는 열처리와 관련된 원자 재 배열 및 수소 결합의 복구로 인한 것입니다 (그림 3 (d)) 실험 데이터에 기초하여, 손상 복구는 열처리 온도 및 나머지 필름의 두께에 크게 의존 하였다 나머지 필름이 두꺼운 경우, 손상은 300 ° C의 열처리 온도에서 거의 완전히 복구되었으며, 온도를 400 ° C로 증가시키는 것은 실제로 캐리어 수명을 단축시키는 것으로 관찰되었습니다 반면에 나머지 필름이 얇을 때, 캐리어 수명은 온도에 따라 회복되지만 온도가 400 ° C로 증가하더라도 손상이 남아 있음이 밝혀졌습니다 이러한 결과에 기초하여, 손상을 복구하기 위해 바카라 사이트의 필름이 얇을 때 (대략 10 nm 미만) 이온과 활성 종에서 유래 한 불순물을 줄이는 것이 중요하다는 것이 밝혀졌다

우리는이 결과에서 얻은 지식을 사용하여 플라즈마 기술을 사용하여 미세 가공으로 이온과 활성 종으로 인한 손상을 줄일 기술을 계속 개발할 것입니다 예를 들어, 우리는 혈장 처리 중 이온 에너지를 줄이기위한 기술을 연구하고 개발하여 활성 종의 반응성을 제어하기위한 기술을 연구하고 개발할 것입니다

또한, 향후, 다양한 바카라 사이트 칩의 높은 성능과 신뢰성에 기여하기 위해, 우리는 바카라 사이트 장치의 처리 손상을 방지하고 손상을 완전히 수리하는 기술을 개발하는 것을 목표로합니다

게시 된 잡지 :응용 표면 과학
종이 제목 : SIO의 결함 생성에 대한 급진적, 이온 및 광자의 영향₂/SI 플라즈마 에칭 중
저자 : Shota Nunomura, Takayoshi Tsutsumi, Noriharu Takada, Masanaga Fukasawa, Masaru Hori
doi :https : //doiorg/101016/japsusc2024160764

Transtor

바카라 사이트 칩에 설치된 핵심 요소 중 하나 소스, 채널, 배수 및 게이트로 구성되며 게이트 전압으로 소스와 배수 사이의 채널 전류를 제어합니다[참조로 돌아 가기]

플라즈마 처리

플라즈마를 사용하여 바카라 사이트 웨이퍼를 마이크로 가공하는 기술 플라즈마 에칭이라고도합니다 혈장에서, 전자는 원자 및 분자와 충돌하고 전자의 교환을 통해 원자와 분자가 하전되게된다 (이온화) 또한, 전자는 분자와 충돌하여 분자 결합을 분해하여 활성 종 (라디칼)을 형성하며, 이는 반응성이 높은 입자이다 혈장에서 바카라 사이트 웨이퍼의 표면으로 비행하는 활성 종 및 이온의 화학 반응의 상승 효과는 바카라 사이트 웨이퍼의 미세한 처리를 가능하게합니다[참조로 돌아 가기]

캐리어 수명

바카라 사이트에는 전자와 구멍이라는 캐리어가 있습니다 전자와 구멍은 각각 음의 및 양전하 상태를 가지며, 그들을 만나면 재조합합니다 이번에는 재조합에 필요한 시간을 캐리어 수명이라고합니다 손상된 부분에서, 캐리어는 포획되고 재조합된다 따라서 캐리어 수명이 짧으면 바카라 사이트 웨이퍼가 크게 손상됩니다 반면에 손상 회복은 수명을 증가시킵니다[참조로 돌아 가기]

Pseudosteady-State 광전도 측정

접촉없이 바카라 사이트 웨이퍼의 광 전도성을 단순히 평가하는 방법 구체적으로, 웨이퍼는 펄스 광으로 조사되어 광학적 여기 캐리어 (전자 및 구멍)를 생성한다 전자 및 구멍의 재조합은 웨이퍼의 광 전도성으로부터 결정될 수있다 바카라 사이트 태양 전지에서 널리 사용되는 방법[참조로 돌아 가기]