Finfet Dopant特性評価用の原子プローブ

トランジスタの継続的な縮小と、ムーアの法則とITRSの目標に対応するための新しいトランジスタアーキテクチャの出現により、チャネルが複数の表面のゲートに囲まれているフィンフェットのようなマルチゲート3Dデバイスに関心が高まっています。これらのデバイスのパフォーマンスは、デバイスのソース/ドレイン領域におけるドーパントの寸法と空間分布に依存します。その結果、3Dのナノメートル精度を持つこれらのデバイスのドーパント分布を定量的に特徴付ける新しいメトロロジーアプローチ/手法が必要です。近年、Atom Probe断層撮影（APT）は、3DのサブNM解像度で半導体と薄断熱材材料を効果的に分析する能力を示しています。この論文では、APTを使用してFinfetベースの構造を研究するために使用される方法論について説明します。限られたFINの寸法にリンクされたサンプル準備の課題とソリューションは、以前に報告されていますが、ここでは、処理履歴（SIで満たされたトレンチ）に基づいて、APTのFIN構造を準備するアプローチを報告します。SEM。したがって、APT-TIPでそれらを見つけて配置する際の代替ソリューションが提示されます。また、Finfetsの異なるドーパント移植角（10°および45°）の役割を理解し、Finfetsの適合性ドーピングを試み、1D二次イオン質量分析などの代替アプローチと定量的な比較を提供する際に、Finfetsでの原子プローブ結果の使用についても報告します。（SIMS）および理論モデル値。

With the continuous shrinking of transistors and advent of new transistor architectures to keep in pace with Moore's law and ITRS goals, there is a rising interest in multigate 3D-devices like FinFETs where the channel is surrounded by gates on multiple surfaces. The performance of these devices depends on the dimensions and the spatial distribution of dopants in source/drain regions of the device. As a result there is a need for new metrology approach/technique to characterize quantitatively the dopant distribution in these devices with nanometer precision in 3D. In recent years, atom probe tomography (APT) has shown its ability to analyze semiconductor and thin insulator materials effectively with sub-nm resolution in 3D. In this paper we will discuss the methodology used to study FinFET-based structures using APT. Whereas challenges and solutions for sample preparation linked to the limited fin dimensions already have been reported before, we report here an approach to prepare fin structures for APT, which based on their processing history (trenches filled with Si) are in principle invisible in FIB and SEM. Hence alternative solutions in locating and positioning them on the APT-tip are presented. We also report on the use of the atom probe results on FinFETs to understand the role of different dopant implantation angles (10° and 45°) when attempting conformal doping of FinFETs and provide a quantitative comparison with alternative approaches such as 1D secondary ion mass spectrometry (SIMS) and theoretical model values.