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半導体用語集

ホウ素つき抜け

英語表記：boron penetration

　ゲート酸化膜の薄膜化によって、p+ポリシリコンゲートのドーパントであるボロン（B）が、酸化膜中を拡散してシリコン基板まで到達してしまうことをボロンのつき抜けという。サブミクロンレベル以前のCMOSでは、ゲート電極にnMOSにもpMOSにもn+ポリシリコン電極を用いてきた。これはプロセスの簡便さからきている。両チャネルに対してn+ポリシリコンを用いるということは、nMOSに関しては表面チャネル型、pMOS に関しては埋め込みチャネル型構造になる。pMOSのモビリティがnMOSにくらべて小さいので、埋め込みチャネル構造の結果として若干モビリティが向上するということも利用している。しかしながら埋め込みチャネルでは表面チャネル型にくらべてゲートとチャネルが離れているので、それだけ短チャネル効果に対して弱い。そこで、0.1µmレベルになってくると、pMOSも表面チャネル型にする動きが多い。この場合に、pMOSのゲー ト電極としてp+ポリシリコンを用いることになる。またサリサイド構造と両立させるために、BあるいはBF₂をソース・ドレインのイオン注入と同時に行うということがなされる。その時にB原子が酸化膜中を拡散してシ リコン基板につき抜けてしまうことがある。これは基板の不純物濃度を変化 させてしまい（補償する形で導入される)、設定したしきい値がずれてしまう。この場合、しきい値の絶対値が小さくなり短チャネル効果に弱くなってしまう。これを防ぐために酸化膜中にNを数at％含ませることできわめて効果的にBの拡散を防げることがわかっている。Bの酸化膜中での拡散機構に関しては、いくつかの説が提案されているがいまだ明確にはなっていない。

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