1999 Fiscal Year Annual Research Report

UHF帯プラズマを用いた次世代大口径機能性簿膜プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number	09355002
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	後藤俊夫名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50023255)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊藤昌文和歌山大学, システム工学部, 助教授 (10232472) 堀勝名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80242824) 河野明廣名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (40093025) 塚田勉アネルバ株式会社, 研究所, 研究員寒川誠二日本電気株式会社, 研究所, 研究員
Keywords	プラズマ / CVD / 薄膜 / UHF / ラジカル / 多結晶シリコン / プロセス / 大口径
Research Abstract	次世代の液晶ディスプレイデバイスのための大口径ガラス基板上への多結晶シリコン薄膜の低温堆積技術およびULSI低誘電率薄膜形成におけるラジカル計測技術と薄膜形成機構について研究・開発を行い、下記の成果が得られた。 1.室温あるいは300℃という低温絶縁性基板上で多結晶シリコン薄膜の結晶化率95%を達成した。また、デバイスの実現に重要である薄膜初期成長課程の制御により基板界面に存在する非晶質シリコン中間層を6nm以下と極めて薄くすることにも成功した。これらの結果は、UHF帯プラズマ技術が多結晶薄膜トランジスタを実用化する上で極めて有望であることを示唆している。 2.薄膜形成機構を解明するために、赤外半導体レーザー吸収分光法によるラジカル計測を進めるとともに電子付着型質量分析法による高密度プラズマ中の高次ラジカル計測を実行し、低誘電率薄膜形成に重要なフルオロカーボン系プラズマ中の高次ラジカルの挙動をはじめて系統的に解明した。UHF帯シランプラズマ中のラジカルとして極めて重要な役割を果たしている水素原子の密度計測法としてマイクロホロー型真空紫外吸収分光法を確立し、プラズマ中の水素原子密度をはじめて明らかにした。さらに、上記方法を用いて、プラズマ中の窒素原子および炭素原子密度の計測にも成功した。 3.上記計測手法をUHF帯シランプラズマに応用し、Si原子と水素原子の計測結果から高品質多結晶シリコン薄膜の形成は、薄膜堆積時に入射するイオンエネルギーと堆積性ラジカルと水素原子とのバランスで決定されていることを解明した。さらに、多結晶薄膜の初期成長過程において、水素原子が薄膜の結晶性に重要な役割を果たしていることを見出した。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] B.Mebarki: "Polycrystalline Silicon Film Formation at Low Temperature Using Ultra-high-frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition"Materials Letters. 41. 16-19 (1999)
[Publications] 堀勝: "高密度プラズマとエッチング・薄膜形成への応用"応用物理. 68・11. 1252-1257 (1999)
[Publications] S.Takashima: "Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy Employing Microdischarge Hollow Cathode Lamp for Absolute Density Measurement of Hydrogen Atoms in Reactive Plasmas"Appl.Phys.Lett.. 75・25. 3929-3931 (1999)
[Publications] K.Teii: "Study on Polymeric Neutral Species in High-density Fluorocarbon plasmas"J.Vac.Sci.Technol.. 18・1. 1-9 (2000)
[Publications] S.Sumiya: "Plasma Diagnostics and Low-temperature Deposition of Microcrystalline Silicon Films in Ultrahigh-frequency Silane Plasma"J.Appl. Phys.. (in print). (2000)
[Publications] K.Teii: "Investigation of Precursor Species for Fluorocarbon Film Growth by Mass Spectrometry"J.Appl.Phys.. (in print). (2000)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

UHF帯プラズマを用いた次世代大口径機能性簿膜プロセスの開発

Principal Investigator

後藤 俊夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50023255)

Research Products

[Publications] B.Mebarki: "Polycrystalline Silicon Film Formation at Low Temperature Using Ultra-high-frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition"Materials Letters. 41. 16-19 (1999)

[Publications] 堀勝: "高密度プラズマとエッチング・薄膜形成への応用"応用物理. 68・11. 1252-1257 (1999)

[Publications] S.Takashima: "Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy Employing Microdischarge Hollow Cathode Lamp for Absolute Density Measurement of Hydrogen Atoms in Reactive Plasmas"Appl.Phys.Lett.. 75・25. 3929-3931 (1999)

[Publications] K.Teii: "Study on Polymeric Neutral Species in High-density Fluorocarbon plasmas"J.Vac.Sci.Technol.. 18・1. 1-9 (2000)

[Publications] S.Sumiya: "Plasma Diagnostics and Low-temperature Deposition of Microcrystalline Silicon Films in Ultrahigh-frequency Silane Plasma"J.Appl. Phys.. (in print). (2000)

[Publications] K.Teii: "Investigation of Precursor Species for Fluorocarbon Film Growth by Mass Spectrometry"J.Appl.Phys.. (in print). (2000)

後藤俊夫名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50023255)