1995 Fiscal Year Annual Research Report
Si原子層エッチング表面における自己制限型表面吸着・反応素過程に関する研究
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06452211
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
松浦 孝 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤田 康次 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80028133)
室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
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| Keywords | 原子層エッチング / 自己制限型吸着 / シリコン / 面方位依存性 / ECR塩素プラズマ / 低エネルギーAr^+イオン照射 / ゲルマニウム / 極微細MOS |
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| Research Abstract |
本研究では、Siの原子層エッチング過程において、Si表面への反応性原子の自己制限型吸着の素過程と、その吸着表面で低エネルギーイオン入射により誘起されるエッチング反応過程を基礎的に解明することを目的としている。本年度は、2年計画の最終年度として、Siの自己制限型原子層エッチングから拡張して、Geの原子層エッチングと極微細MOSゲート加工への低エネルギーECR塩素プラズマの適用について研究した。
具体的には、Si(100)、(111)、(110)、(211)面の自己制限型原子層エッチングを、高清浄ECRプラズマ装置を用いて、塩素の吸着と低エネルギーAr^+イオンの照射を交互に繰り返す事により行った。1サイクル当たりの飽和エッチング量は、各面方位ともそれぞれの1原子層厚と簡単な分数の積になり、また、Si表面へラジカル吸着がある場合には、分子吸着のみの場合の約2倍になっている事を明らかにした。飽和エッチング量は、各面方位における表面ボンド構造と塩素の吸着サイトを考慮した簡単な関係式で表されることを明らかにした。さらに、原子層エッチング途中のSi表面のXPS観測では、分子吸着のみの場合もラジカル吸着を含む場合もSi^<2+>やSi^<3+>のピークは見られず、また、塩素の吸着量は約1原子層厚程度であった。これらのSiの原子層エッチングにおいては、エッチング量は塩素の吸着量に依存している。これに対してGeの原子層エッチングを試みたところ、低エネルギーAr^+イオン照射量に依存するエッチング特性を得た。この結果は吸着や反応の速度定数の材料による違いを示すものとして注目される。また、低エネルギーECR塩素プラズマを用いて超微細MOSFETの0.1ミクロン以下の高選択垂直ゲート加工を可能にした。
なお、これらの成果は、裏面記載の論文等で発表済み、及び発表予定である。
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[Publications] 松浦孝,室田淳一: "低エネルギーイオン照射によるSiの原子層エッチング" 表面科学. 16. 346-352 (1995)
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[Publications] K.Goto,J.Murota,F.Honma,T.Matsuura,and Y.Sawada: "A Super Self-Aligned Ultrashallow Junction Formation Using Selective Si_<1-x>Ge_x CVD in Deep-Submicron MOSFET's Fabrication" Proceedings of the 5th International Symposium on Ultra Large Scale Integration Science and Technology. 95-5. 512-518 (1995)
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[Publications] K.Goto,J.Murota,F.Honma,T.Matsuura,and Y.Sawada: "A Super Self-Aligned Ultrashallow Junction Formation Using Selective Si_<1-x>Ge_x CVD in Deep-Submicron MOSFET's Fabrication" The Electrochemical Society Extended Abstracts,Spring Meeting. 538-539 (1995)
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[Publications] M.Matsuura,K.Suzue,J.Murota,Y.Sawada,and T.Ohmi: "Self-limited Atomic-Layer Etching of Si" Proceedings of the 5th International Symposium on Ultra Large Scale Integration Science and Technology. 95-5. 109-115 (1995)
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[Publications] M.Matsuura,K.Suzue,J.Murota,Y.Sawada,and T.Ohmi: "Self-limited Atomic-Layer Etching of Si" The Electrochemical Society Extended Abstracts,Spring Meeting. 467-468 (1995)
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[Publications] T.Sugiyama,T.Matsuura,and J.Murota: "Atomic-Layer Etching of Ge Using an Ultraclean ECR Plasma" 4th International Symposium on Atomic Layer Epitaxy and Related Surface Processese. (印刷中). (1996)
