半導体の微細加工ダメージを診る

プラズマ加工による劣化を定量評価

ポイント

・ 半導体素子の劣化を引き起こすダメージを太陽電池の測定手法を用いて定量評価

・ 半導体素子内のシリコン周辺におけるプラズマダメージの形成要因を分類評価

・ 半導体チップの素子性能と信頼性の向上に貢献

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202408265368-O1-4rf0oyZc】

概 要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）電子光基礎技術研究部門 布村 正太 上級主任研究員らは名古屋大学 低温プラズマ科学研究センターと共同で、半導体素子の劣化につながる微細加工ダメージの定量評価に成功しました。

超微細加工により高度に半導体素子が集積された半導体チップは膨大な情報量の高速演算処理に適しているため、クラウドのサーバーなど情報処理機器で広く利用されています。そこで用いられるシリコントランジスタは素子構造の微細化により性能の向上が図られていますが、微細加工のために用いられるプラズマ加工プロセスによるトランジスタ内部へのダメージが素子性能を劣化させるという問題がありました。プラズマダメージはさまざまなメカニズムで発生するため、ダメージの修復手法の確立も不十分でした。今回、シリコン太陽電池の研究開発分野で広く用いられる手法を用いて、シリコン表面近傍のダメージ量を簡便かつ短時間に定量評価することに成功しました。

今後、プラズマダメージの抑制技術や完全修復技術を開発し、半導体チップの性能と信頼性の向上に貢献します。なお、この技術の詳細は、2024年7月27日に「Applied Surface Science」に掲載されました。

下線部は【用語解説】参照

※本プレスリリースでは、化学式や単位記号の上付き・下付き文字を、通常の文字と同じ大きさで表記しております。

正式な表記でご覧になりたい方は、産総研WEBページ

（ https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20240828/pr20240828.html ）をご覧ください。

開発の社会的背景

半導体チップは莫大な情報量を高速で演算処理するのに適しているため、スマートフォンやパソコンなどの個人向けデバイスからクラウドのサーバーなどの大規模なインフラまで、情報処理機器で広く利用されています。そのような中、IoTや生成AIなどデジタル社会の進展に伴い、より高速かつ低消費電力で情報処理を実施するために、半導体チップの性能と信頼性の向上が求められています。