RAPID THERMAL PROCESSING OF ARSENIC-IMPLANTED POLYSILICON ON VERY THIN OXIDE

Résumé
Dans le cadre d'un procédé CMOS à grilles en silicium polycristallin (n⁺ et p⁺), le recuit thermique rapide a été utilisé avec succès pour une grille en silicium polycristallin implanté avec de l'arsenic et deposé sur 7 nm de SiO₂. Le travail de sortie de la grille que nous avons obtenu correspond à la valeur théorique attendue. Les états d'interface et les charges fixes dus au recuit rapide peuvent être eliminés par un recuit à 500°C sous forming gas. Les mesures de tensions de claquage aussi bien instantanées qu'en fonction du temps montrent que l'integrité de l'oxide de grille (7 nm) est preservée après le recuit rapide. La diffusion de l'arsenic dans le silicium polycristallin lors du recuit rapide est en accord avec les résultats de la litterature pour des recuits conventionnels.

Abstract
We demonstrated the feasibility and advantages of using rapid thermal annealing (RTA) to achieve a proper work function for arsenic-implanted polysilicon gate on 7 nm SiO₂ in a dual work function (n⁺ and p⁺) poly-gate CMOS process. Interface states and fixed oxide charge due to RTA can be annealed out at 500°C in forming gas. Time-zero and time-dependent breakdown results show that the integrity of 7 nm gate oxide can be preserved after RTA. The diffusivity of arsenic in polysilicon under RTA is found to be consistent with literature data from conventional furnace anneals.