室温で高速動作可能なCMOS融合型マルチ単電子メモリ

CMOS集成多单电子存储器，可在室温下高速运行

• 批准号: 10127205
• 负责人: 小柳 光正
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10127205/
• 关键词: 単電子素子; 単電子メモリ; クーロンブロッケード; マルチチャネル; 室温動作; CMOSメモリ; 極微細結晶粒

本研究では、CMOS融合型マルチ単電子メモリ試作のための基本技術の検討を行った。メモリ試作のための基礎技術として、素子形成のための微細加工技術、薄いゲート絶縁膜形成技術、浮遊ゲート形成技術、浅いソース・ドレイン接合形成技術、ラッチ型センスアンプ技術について検討し、下記の成果を得た。1. 微細加工技術単電子メモリセル用の微細パターンの形成には、EB直接描画とレジストマスクまたは酸化膜ハードマスクのサイドエッチを組み合わせる方法を用いた。シリコンのエッチングには誘導結合型プラズマ(ICP)エッチャーを用い、高異方性と高選択比の両方を同時に実現するエッチング手法を確立した。これにより、ゲート長0.02umの極微細パターンを形成できた。2. 浮遊ゲート形成技術厚さ15nm〜25nmのa-Siを用いて浮遊ゲートを形成することができた。3. 浅いソース・ドレイン接合形成技術結晶欠陥や横方向拡散を抑制するため、低エネルギーイオン打ち込みに代わり、新しく吸着拡散法を開発した。この方法では、拡散する不純物を超高真空CVD装置で1原子層吸着させた後、その吸着層から拡散して浅い接合を形成した。低エネルギーイオン打ち込み法を用いた場合に比べて拡散が抑えられ、極浅接合が形成できた。この技術を使って、ゲート長0.05umのnチャネルMOSトランジスタを試作したところ、低エネルギーイオン打ち込み法で形成したMOSトランジスタより短チャネル効果が小さくなり、横方向の拡散が抑えられることがわかった。4. ラッチ型センスアンプ高速化と高感度化を計るために、SRAMメモリセルにSiGeのDT(Dynamic Threshold)-MOSトランジスタを用いたラッチ型センスアンプの採用を検討した。SiGeのDT-MOSトランジスタを用いると、ボディ端子抵抗を下げるとともに寄生バイポーラトランジスタ効果を増大させ、より大きな駆動電流を実現できる。実際に素子を試作し、良好な特性を得た。

在这项研究中，我们研究了原型CMOS融合型多电子记忆的基本技术。我们研究了用于内存原型的基本技术，例如用于设备形成的精细加工技术，薄栅极绝缘膜形成技术，浮栅构成技术，浅源/排水连接形成技术以及闩锁类型的感官感水平放大器技术，并取得了以下结果。 1。微加工技术，形成了单电子记忆细胞的精细图案，一种方法用于将直接eb绘图与抗抗掩模或氧化物硬蒙面膜的侧面蚀刻相结合。对于蚀刻硅，使用了一种电感耦合等离子体（ICP）的本质来蚀刻硅，并确定了一种同时达到高各向异性和高选择性的蚀刻方法。这允许形成一个非常细的图案，门长为0.02um。 2。浮闸门编队技术，可以使用厚度为15-25 nm的A-SI形成浮力门。 3。浅源 - 滴定连接形成技术为了抑制晶体缺陷和横向扩散，已经开发了一种新的吸附扩散方法，而不是低能离子植入。在这种方法中，使用超高真空CVD设备将扩散的杂质吸附到一个原子层，然后从吸附层扩散以形成浅的连接。与使用低能离子植入方法的情况相比，抑制扩散并形成极浅的连接。使用这项技术，我们创建了一个N通道MOS晶体管，栅极长度为0.05UM，发现短通道效应小于低能离子植入方法形成的MOS晶体管的效应，并且该侧向扩散被抑制。 4。闩锁型放大器测量使用SIGE DT（动态阈值） - MOS晶体管中闩锁型放大器的速度和灵敏度。使用SIGE DT-MOS晶体管可以降低身体末端电阻并增加寄生双极晶体管效应，从而导致较大的驱动电流。该设备实际上是制造的，并获得了出色的特性。

项目成果

Y.H.Song,M.Koyanagi,et al: "Ultra-Shallow Junction and Deca-Nano Device" Proc.of The 17^<th> Symposium on Materials Science and Eng.Research Center of Ion Beam Technology Hosei University. 7-14 (1998)

Y.H.Song，M.Koyanagi，等：“超浅结和十纳米器件”Proc.of The 17^<th> Symposium on Materials Science and Eng.Research Center of Ion Beam Technology Hosei University.

K.S.Kim,M.Koyanagi,et.al: "Ultra-Shallow Junction Formation by Boron Diffusion in UHV-CVD apparatus" Extended Abstracts The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. 印刷中. (1999)

K.S.Kim、M.Koyanagi 等人：“UHV-CVD 装置中硼扩散的超浅结形成”扩展摘要日本应用物理学会及相关学会出版（1999 年）。

M.Koyanagi: "The Sub 0.1 Microns MOSFET's Issues" 28th European Solid-State Device Research Conference. (1998)

M.Koyanagi：“亚 0.1 微米 MOSFET 的问题”第 28 届欧洲固态器件研究会议。

K.Y.Kim,M.Koyanagi,et.al: "Effect of rapid thermal annealing after N implanting into silicon" Extended Abstracts The Japan Society of Applied Physics and Related Societies. 印刷中. (1999)

K.Y.Kim、M.Koyanagi 等人：“N 注入硅后快速热退火的影响”扩展摘要日本应用物理学会及相关学会出版（1999 年）。