無償購読申込・変更
Email Newsletter登録
記事検索

検索方法の詳細


2006年8月号
Inspection, Measurement and Test
CMOS以降の時代へ向けて測定技術の開発は続く
Alexander E. Braun
＊　＊　＊　＊
Advertisement
　現在一般的な半導体の可能な代替案と考えられているあらゆるナノデバイスに関する主要な問題は、そのコンタクトにある。CMOSを超える材料と構造範囲を研究するためには、コンタクトと分子間の相互関係をエンジニアが観察し記録できる測定技術が不可欠である。例えば、分子エレクトロニクスの分野において、コンタクトの影響を考慮せずに自己組織化単層膜上の分光測定を行っても不十分だろう。
　NIST(National Institute of Standards and Technology)の研究者はこの要求を満たすため技術開発を行っている。NIST半導体部門CMOS and Novel Device GroupリーダーEric Vogel氏によると、それらの後を継ぐデバイスと同時に現在のトランジスタにおける測定問題を解決すべく研究を進めているという。
　CMOS以降の時代へ向けて、同グループは見込みのある2つの技術を研究している。1つ目は分子エレクトロニクスであり、2つ目は、「量子閉じこめシリコン(Confined Si)」と呼ばれるものである。測定ニーズの点から見て、これら2つの技術が、標準Siトランジスタの代替となると見られる。
　分子と電極間の界面はデバイスの構造全体の電子特性を決定付けるに当たって重大であることをグループは何度も示してきた。それによってNISTグループの科学者であるChristina Hacker氏は分子コンタクト界面を綿密に調査するための新しい裏面FTIR技術を共同開発するに至った。
図　Intelなどの半導体業界のリーダーはアグレッシブな微細化とInSbなどの合成半導体を含む非シリコン材料研究を進めている
(提供：Intel社)
　IR反射鏡の働きをする単一層上のメタル層と同様に、IR透明基板の裏面にIR放射を用いて分子単一層(もしくは他の薄膜)のFTIRスペクトルを取り込む。メタル化単一層のPbフリー反射吸収赤外線分光を経て得られたスペクトルによって作られた非メタル単一層のFTIRスペクトル伝達を注意深く比較することで、メタル上の層と有機分子の間の相互作用が埋め込み界面で調査可能となる。
　これまで、メタルがどのように薄膜に作用するかを観察するためにはメタルを薄くすることが必要であった。ここでの問題点は、本物のデバイス構造で見られるものと基本的に異なる結果が生じるということである。分子エレクトロニクスにおいて、デバイス構造内の分子と薄膜間で何の作用が起こっているかを判断するのは大きな課題である。裏面FTIRによって、本物のデバイスに適用されるプロセスと同じプロセスを適用することが可能である。FTIRを使用して、グループはデモを行った。例えば、アルカン単一層にAuとAlが蒸着された場合、摂動は最小だが、Tiの場合は強力な結果となる。これによって、この方法は異なった分子やゲート電極の調査に適用できることが証明された。
　High-kゲート絶縁膜/メタルゲート電極構造を特性化するために米Sematechと連携してNISTも裏面FTIR技術を開発している。High-k/メタルゲート構造では、一旦金属が付着するとその下の膜を分析測定するのが困難になるという類似した問題を提示している。

HOME | SI(日本版)について | 無償配付申込・変更 | サイトマップ | お問い合わせ | 広告掲載について | 関連サイト