Untersuchung des Aktivierungs- und Diffusionsverhaltens von Bor in polykristallinen SiGe-Gate-Elektroden für MOS-Transistoren

• Antragsteller: Professor Dr. Ignaz Eisele
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5241976

Die weitere Verkleinerung von MOS-Transistoren zu Kanallängen im Sub-100 nm-Bereich erfodert die Entwicklung qualitativ hochwertiger Gate-Oxide mit Dicken kleiner 3nm. Diese Schichten werden bei der heutigen Prozeßfühung (thermische Aktivierung bei 800°C und höher) leicht von den Dotierstoffen der Polysilizium-Elektrode durchdiffundiert. Dies führt zu Problemen bei der Reproduzierbarkeit der Transistoreigenschaften, insbesondere der Einsatzspannung, und somit zu einer Verringerung der Langzeitstabilität des Bauelements. Dieser Effekt tritt besonders stark bei Bor dotiertem Gate auf.Im vorliegenden Projekt soll untersucht werden, ob durch die Verwendung einer polykristallinen SiGe-Gate-Elektrode eine Aktivierung der Dotierstoffe bei geringeren Temperaturen als im reinen Silizium möglich ist und damit das Diffusionsverhalten unterbunden werden kann.Dazu sollen mit Methoden der Molekularstrahlepitaxie geeignete polykristallinge SiGe-Schichten auf thermischen Oxiden abgeschieden werden. Die Herstellung unterschielicher Dotierprofile in diesen SiGe-Schichten erfolgt dabei in-situ durch Kövaporation des Dotierstoffes während der SiGe-Abscheidung.Das Aktivierungs- und Diffusionsverhalten bei verschiedenen Temperaturen soll vor allem für den Dotierstoff Bor untersucht werden.Parallel dazu soll untersucht werden, ob eine Übertragung der gefundenen Ergebnisse auf einen bisher üblichen Dotierprozeß, der Ionenimplantation, möglich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr.-Ing. Anton Bauer; Professor Dr. Lothar Frey (†); Professor Dr.-Ing. Walter Hansch