半導体用語集
金属汚染
英語表記：metalic contamination
<p>一般に金属不純物はゲート絶縁膜耐圧不良、pn接合リーク、キャリアライフタイムの劣化など、半導体素子の電気的特性を著しく劣化させる。特に重金属といわれるFe、Ni、Zn、Cr、 Au、Hg、Agなどの元素において最も影響が大きい。これらの金属不純物がシリコン表面に付着している場合、熱処理によりシリコン基板内に容易に拡散し、これがシリコンの禁制帯内の真性フェルミ準位近傍に準位を形成する。これがキャリアの捕獲中心として働き、表面の少数キャリアライフタイムや表面再結合速度に悪影響を及ばす。またゲート酸化膜とシリコン基板との界面にこのような金属不純物が存在すると界面準位の増大を招き、結果として素子の電気的特性や信頼性に間題が生じる。</p><p>これらの重金属汚染源としては、高エネルギーの粒子を用いて加工を行うイオン注入や工ッチング工程が考えられ、特にガス配管や真空処理槽を構成するステンレスなどの金属(Fe, Cu, Ni, Zn, Cr)が問題となる。現在、洗浄工程においてウェハ上のこれらの金属不純物濃度を109atoms/cm2程度まで低減するように要求されている。</p><p>アルカリ金属といわれるNaやKなどがゲート酸化膜中に含まれると一部はイオン化し、可動イオン電荷(mobile ionic charge) として、Si02・Si界面の障壁高さや酸化膜の耐圧に悪影響を及ぼす。このようなアルカリ金属汚染はほとんど工場内でウエハを扱うオペレータがその源となっており、初期の半導体製造現場ではよくみられたが、現在のクリーンプロセスにおいてはほとんどみられなくなっている。</p>
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