Elektronische Eigenschaften und Diffusionsverhalten oberflächennaher Dotierschichten

• Antragsteller: Professor Dr. Frederick Koch (†)
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5467170

Fortschreitende Miniaturisierung und verbesserte planare Eigenschaften von MOS-Transistoren erfordern extrem flache Dotierstrukturen im Bereich des Source-Drain Kontakts und unter dem Gate. Der elektrisch aktive Dotierbereich für den selektiven Anschluss an den Kanal soll sich, so sieht es die ITRS-Roadmap vor, im Jahre 2012 nur 10-20 nm tief in das Si Substrat erstrecken. Dabei sollen der elektrische Widerstand und Sperrverhalten zum Substrat mindestens so gut sein wie die der heute üblichen 100 nm tiefen Kontaktdotierungen. Es besteht Bedarf, die elektronischen Eigenschaften von extrem flachen Dotierschichten sowie ihr Diffusionsverhalten bei prozessüblichen thermischen Behandlungsschritten grundlegend zu erforschen. In diesem Vorhaben sollen mittels MBE-Wachstum (Gruppe Eisele) Implantation mit niedriger Energie und plasma-aktivierter Abscheidung (Gruppe Veprek) oberflächennahe Schichten von p-Typ (B) und n-Typ (P, Sb, As) Dotierstoffen eingebracht werden. Diese werden anschließend getempert in üblichen Verfahrensschritten (inklusive RTP). Mittels der ERDA Analytik (Gruppe Dollinger) werden die Elementverteilungen quantitativ und mit nm-Auflösung in der Tiefe bestimmt. Die elektronischen Eigenschaften - Leitfähigkeit,Subbandstrukturen, Magnetotransport, FIR Spektroskopie (Gruppe Koch) -werden zur Charakterisierung des elektrischen Verhaltens der Schichten herangezogen. Die oberflächennahe Diffusion der Dotierstoffe sowie auch die elektrischen Eigenschaften der Schichten werden entscheidend von der chemischen Beschaffenheit der Si-Grenzfläche zum Gate-Isolator oder Metall-Silizid abhängen. Wir planen den Einfluß von Stickstoff Atomen im Grenzflächenbereich auf die Dotierschicht zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 395: Ausgewählte Materialien und Bauelemente für die Siliziumhöchstintegration
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Günther Dollinger; Professor Dr. Ignaz Eisele