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日本だけで も年間5兆 円,全 世界 では25兆 円 もの市 場を もってお り,日 本の重要な産業基盤 となっている.LSI に用い られてい る最 も重要 な構造であ る金属一酸化物一半 導体(MOS)構 造 では,集 積度の増加 に伴 い薄膜化 が 進行 し,現 在 最先 端 のデバ イ スでは 3nm 程度 の SiO2 膜が ゲー ト酸 化膜 として用 い られ てお り,2005年 に は 1.5nm 以下 の SiO2 膜 が 利 用 され る と予 想 され て い る1).こ の様 な極薄酸化膜 では Si / SiO2 界面 がその電気 特性を決定す る重要な要因 とな る.特 に Si / SiO2 界面 に 局在す るシ リコソパ ン ドギャ ップ内のエネルギー準位, 即ち界面準位 は,リ ーク電流密度の増 大,ノ イズ,デ バ イスの不安定 性の原 因 とな り,こ の消滅 がMOS技 術に は重要 となっている. 従来, Si / SiO2 界 面 に存 在 す る界 面 準位 は, i ) 窒 素,ア ル ゴンな どの不活性 ガス中で高温 で加熱 する2), ii ) 水素雰囲気 中250~450°C で加熱す るこ とに よって消 滅 され ていた3,4).し か し, i ) の方法 では 900°C 以上 の 高温 を必要 とす るため,浅 い接 合が破壊 された り,新 た な欠 陥が生 じるといった問題点があ った.一 方ii)の 方 法 では,水 素処 理に よって形成 され るSi-H結 合があ ま り強 固でないために, 550 ~ 600°C での加 熱に よって SiH結 合 が切断 され再び界 面準位が 生成す る とい う問 題 が あ った 5).ま た,放 射線 照射 に よって SiO2 中に水 素 原子 が生成 し界面 のSi-H結 合 と反応す る結果,シ リコ ンダング リングボ ン ド界面準位が再発生す るとい う問題

Passivation of Interface States at Si/SiO2 Interfaces by Cyanide Method and Improvement of MOS Characteristics