Investigation of activation and diffusion properties of boron in polycrystalline SiGe-gate electrodes for MOS-devices

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Heiner Ryssel
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5241982

Die weitere Verkleinerung von MOS-Transistoren zu Kanallängen im Sub-100mm-Bereich erfordert die Entwicklung qualitativ hochwertiger Gate-Oxide mit Dicken kleiner 3mm. Diese Schichten werden bei der heutigen Prozeßführung 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 Bauelementes. 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 polykristalline SiGe-Schichten auf thermischen Oxiden abgeschieden werden. Die Herstellung unterschiedlichster Dotierprofile in diesen SiGe-Schichten erfolgt dabei in-situ durch Koevaporation des Dotierstoffes während der SiGe-Ausscheidung. 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 Programme: Research Grants
• Participating Persons: Dr.-Ing. Anton Bauer; Professor Dr. Lothar Frey (†); Professor Dr.-Ing. Walter Hansch; Dr. Jorg Schulz