1999 Fiscal Year Annual Research Report

酸素負イオンプラズマによるシリコンの低温高速酸化に関する研究

Research Project

Project/Area Number	11680490
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	進藤春雄東海大学, 工学部, 教授 (20034407)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	犬島喬東海大学, 工学部, 教授 (20266381)
Keywords	シリコン酸化膜 / 酸素負イオン酸化 / 素子分離用酸化膜 / 高速シリコン酸化 / 低損傷酸化膜 / 低温シリコン酸化 / サブオキサイド / プラズマプロセス
Research Abstract	LSIの集積度向上を計る上で重要な素子分離用絶縁膜の新形成法として、酸素負イオンによる低温・高速・低損傷シリコン酸化の研究を行なってきた。その結果、主に以下のような成果を得た。負イオン生成の基礎特性として、酸素負イオンはプラズマダウンストリームにおいて効率的に生成され、酸素圧力につても最適値のあることをプローブ計測および四重極質量分析より明らかにした。これらの成果を基に、プラズマダウンストリームにおいてシリコン酸化の実験を行い、種々の基板バイアス電圧および周波数において酸化基礎特性を調べた。酸素負イオン照射によるシリコン酸化特性では、酸化反応速度が従来の熱酸化法に比べ10倍以上、正イオンに比べ3倍以上もの高速で、これは酸素負イオンの原子構造がラジカルのそれに近く、高い反応性を有しているためであることを明らかにした。また、負イオンをシリコン基板に効率的に照射するため基板バイアスの周波数依存性を調べた結果、イオンプラズマ振動数近傍で酸化速度が最大となることが判明し、シリコンの酸化反応が負イオン主導であることを確認するとともに、酸化の最適条件の設定法を具体的に明らかにすることが出来た。一方、XPSによる酸化膜膜質評価では、酸素負イオン照射により成膜したシリコン酸化膜は、シリコンー酸素間結合が不十分ないわゆるサブオキサイド量の少ない、良質な酸化膜であろことが分かった。これらの結果は、本酸化膜形成法ではイオンを用いることにより酸化の方向性を得ると同時に負イオンによる低損傷プロセスが可能であることを示しており、今後は本酸化膜形成技術の実プロセスへの導入を視野に入れた研究展開を行う。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T. Fujii, Y. Horiike and H. Shindo: "Enhancement of Negative-Ion-Assisted Silicon Oxidation by Radio Frequency Bias"Japanese Journal of Applied Physics. 38(12). L1466-L1468 (1999)
[Publications] T. Urayama, Y. Horiike, S. Fujii and H. Shindo: "Thin Film Detection Employing Frequency Shift in Sheath Current Oscillation"Japanese Journal of Applied Physics. 38(8). 4917-4921 (1999)
[Publications] H. Shindo, T. Koromogawa, T. Fujii, and Y.Horiike: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation with Transformer Coupled RF Bias"Surface & Coatings Technology. 116-119. 618-621 (1999)
[Publications] H. Shindo,: "Silicon Oxidation-Depth Enhancement Employing Negative Ion under Transformer Coupled RF Bias"Proc. 46th Symposium of American Vacuum Society, Sheatle, U. S. A.,. 50-51 (1999)
[Publications] H. Shindo, T. Fujii, H.Aoyagi, K. Kusaba and Y. Horiike: "Silicon Oxidation Employing Negative Ions Driven by Transformer Coupled RF Bias"Proc. 14th Int. Symp. On Plasma Chemistry, Praha, Czech Republic. Vol. II. 829-832 (1999)
[Publications] T. Fujii, H.Aoyagi, Y. Horiike and H. Shindo: "Silicon Oxidation by Negative and Positive Ion Irradiations in Microwave Oxygen Plasma"Proc. 17^<th> Plasama Processing Symposium, Nagasaki, Japan. 519-522 (2000)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

酸素負イオンプラズマによるシリコンの低温高速酸化に関する研究

Principal Investigator

進藤 春雄 東海大学, 工学部, 教授 (20034407)

Research Products

[Publications] T. Fujii, Y. Horiike and H. Shindo: "Enhancement of Negative-Ion-Assisted Silicon Oxidation by Radio Frequency Bias"Japanese Journal of Applied Physics. 38(12). L1466-L1468 (1999)

[Publications] T. Urayama, Y. Horiike, S. Fujii and H. Shindo: "Thin Film Detection Employing Frequency Shift in Sheath Current Oscillation"Japanese Journal of Applied Physics. 38(8). 4917-4921 (1999)

[Publications] H. Shindo, T. Koromogawa, T. Fujii, and Y.Horiike: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation with Transformer Coupled RF Bias"Surface & Coatings Technology. 116-119. 618-621 (1999)

[Publications] H. Shindo,: "Silicon Oxidation-Depth Enhancement Employing Negative Ion under Transformer Coupled RF Bias"Proc. 46th Symposium of American Vacuum Society, Sheatle, U. S. A.,. 50-51 (1999)

[Publications] H. Shindo, T. Fujii, H.Aoyagi, K. Kusaba and Y. Horiike: "Silicon Oxidation Employing Negative Ions Driven by Transformer Coupled RF Bias"Proc. 14th Int. Symp. On Plasma Chemistry, Praha, Czech Republic. Vol. II. 829-832 (1999)

[Publications] T. Fujii, H.Aoyagi, Y. Horiike and H. Shindo: "Silicon Oxidation by Negative and Positive Ion Irradiations in Microwave Oxygen Plasma"Proc. 17^<th> Plasama Processing Symposium, Nagasaki, Japan. 519-522 (2000)

進藤春雄東海大学, 工学部, 教授 (20034407)