電子ビ-ム描画法を用いたinーSituシリコン選択エピタキシャルSOI構造の研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03452155
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 石田 誠 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30126924)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川人 祥二 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (40204763) ; 中村 哲郎 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (00126939)
• Keywords: 選択エピタキシャル成長 / 電子ビ-ム照射 / SOI構造 / ガスソ-スMBE

Research Abstract

本年度は、電子ビ-ム照射条件とAl_2O_3表面組成・構造との関係究明を中心に研究してきた。電子ビ-ム照射量と基盤表面相、及び表面回復特性を調べ、それらの結果から選択成長のメカニズムを考察した。ここまでに明らかになったことは、
1.電子密度10^<17>electron/cm^2、15KVで急激にO原子が少なくなることが表面分析結果から判明。しかし、Al原子は同程度に残っている。また、その電子エネルギ-位置からみて、Alーmetal likeな位置になっている。
2.上記条件下で電子ビ-ム照射し、一度空気中にさらしても選択エピタキシャル成長には関係のないことがわかり、超微細素子形成技術上重要となる、線幅(分解能)を調べた。電子ビ-ムの照射は、電子ビ-ム描画装置を用いて描画し、その後ガスソ-スMBE内に移して、Siの選択エピタキシャル成長を行った。
3.上記の結果から、成長モデルとして次の2つのモデルが考えられる。
(1) 結合ボンドモデル・・・SiーO(190.9Kcal/mold)の結合の方がSiーAl(54Kcal/mold)よりも大きい、そのためAlーmetal like領域にやってまたSi_2H_6分子は分解してもSiーAl結合力が弱いため再び解離していく。
(2) Alのmetalーlike領域は、アモルファス状態である。従って、通常のSiとSi_2O上での選択エピタキシャル同様に、アモルファス上ではSi_2H_6の分解・吸着が、単結晶上よりも弱く、成長しにくい。

Research Products

• [Publications] 石田 誠 他: "SOS膜の電子ビ-ム選択成長機構の検討" 第52回応用物理学会学術講演会予稿集No.1. 316 (1991)
• [Publications] M.Ishida,et al.: "Selective epitaxial growth of Si on Al_2O_3 using electron beam graphic System" J.J.Appl.Phys.
• [Publications] 石田 誠,中村 哲郎: "電子ビ-ム照射によるAl_2O_3上へのSi選択エピタキシャル成長" 第39回応用物理学関係連合講演会シンポジウム講演「電子綿励起プロセス」. (1992)