1998 Fiscal Year Annual Research Report

パルス超音速原子状酸素ビームを利用したSi常温酸化法の開発

Research Project

Project/Area Number	09555004
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	梅野正隆大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029071)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小山浩三菱電機(株), ULSI開発研究所, センター長(研究者) 志村考功大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90252600) 田川雅人大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10216806) 大前伸夫神戸大学, 工学部, 教授 (60029345)
Keywords	原子状酸素 / シリコン / 宇宙環境 / 酸化膜 / デバイスプロセス技術 / ビーム酸化 / 低温酸化 / 表面反応
Research Abstract	5eVの並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化膜形成のねらいは、酸化反応に必要なエネルギーを原子状酸素の運動エネルギーとして供給する事であり、このことにより、シリコン基板温度を低く保ちつつ酸化反応に直接関与する原子状酸素にのみ必要なエネルギーを付与できる点にあった。実際に実験を行ってみると、室温での酸化膜成長とシリコン基板を100度に加熱した場合とで酸化膜の成長はほとんど変化がないことが明らかになった。このことは実験前の予想通り、酸素原子の運動エネルギーの一部が酸化反応の活性化エネルギーとして消費されていることを示していると思われる。また、このことは室温酸化の場合、膜厚1.5nm以上では酸化膜成長速度が低下することからも裏付けられた。シリコン基板を弱加熱してビーム酸化をおこなった場合の酸化膜成長は、基本的には放物線則に従っていることが確認され、拡散律速であることが確かめられた。さらに、飽和酸化膜厚は原子状酸素ビームのフラックスに強く依存しており、10^<13> atoms/cm^2sでは1nm程度の飽和酸化膜厚であるのに対して、10^<16> atoms/cm^2sでは約5nmの酸化膜が成長することも明らかになった。これらの実験結果から、高い並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化では、並進エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることにより、基板全体を低温に保ったままで表面の改質(酸化)が可能であることが示され、ウエハー全面をバッチ処理できるブロードアトムビームの有用性が明らかになった。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Kinoshita H.et al.: "“Surface characterization of the atomic oxygen exposed HOPG(0001)surfaces studied by STM and AES"," Proceedings of the 21st International Symposium on Space Technology and Science,. Paper No.98-b-28 (1998)
[Publications] Kinoshita H.et al.: "“A fast Atomic Oxygen Beam Facility with In-situ Testing/analysis Capabilities"" Review of Scientific Instruments,. Vol.69 No.6. 2273-2277 (1998)
[Publications] Kinoshita H.et al.: "“Surface reaction of a low flux atomic oxygen beam with a spin-coated polyimide film.Translational energy dependence on the reaction efficiency"," Transactions of the Japan Society for Aeronautics and Space Sciences. Vol.41,No.132. 94-99 (1998)
[Publications] Tagawa M.et al.: "“Formation of thin oxide films on room-temperature silicon(100)by exposure to a neutral beam of hyperthermal atomic and molecular oxygen"," Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37 No.12. L1455-L1457 (1998)
[Publications] Tagawa M.et al.: "“Oxidation of Room Temperature Silicon.(001)Surfaces in a Hyperthermal Atomic Oxygen Beam"," Proceedings of the 7th International Symposium on Materials in a Space Environment,ESA-SP399. 225-229 (1997)
[Publications] Kinoshita H.et al.: "“Hyperthermal Atomic Oxygen Interaction with Highly Oriented Pyrolytic Graphite Studied by Scanning Tunneling Microscopy"," Proceedings of the 7th International Symposium on Materials in a Space Environment,ESA-SP399. 211-216 (1997)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

パルス超音速原子状酸素ビームを利用したSi常温酸化法の開発

Principal Investigator

梅野 正隆 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029071)

Research Products

[Publications] Kinoshita H.et al.: "“Surface characterization of the atomic oxygen exposed HOPG(0001)surfaces studied by STM and AES"," Proceedings of the 21st International Symposium on Space Technology and Science,. Paper No.98-b-28 (1998)

[Publications] Kinoshita H.et al.: "“A fast Atomic Oxygen Beam Facility with In-situ Testing/analysis Capabilities"" Review of Scientific Instruments,. Vol.69 No.6. 2273-2277 (1998)

[Publications] Kinoshita H.et al.: "“Surface reaction of a low flux atomic oxygen beam with a spin-coated polyimide film.Translational energy dependence on the reaction efficiency"," Transactions of the Japan Society for Aeronautics and Space Sciences. Vol.41,No.132. 94-99 (1998)

[Publications] Tagawa M.et al.: "“Formation of thin oxide films on room-temperature silicon(100)by exposure to a neutral beam of hyperthermal atomic and molecular oxygen"," Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37 No.12. L1455-L1457 (1998)

[Publications] Tagawa M.et al.: "“Oxidation of Room Temperature Silicon.(001)Surfaces in a Hyperthermal Atomic Oxygen Beam"," Proceedings of the 7th International Symposium on Materials in a Space Environment,ESA-SP399. 225-229 (1997)

[Publications] Kinoshita H.et al.: "“Hyperthermal Atomic Oxygen Interaction with Highly Oriented Pyrolytic Graphite Studied by Scanning Tunneling Microscopy"," Proceedings of the 7th International Symposium on Materials in a Space Environment,ESA-SP399. 211-216 (1997)

梅野正隆大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029071)