2005 Fiscal Year Annual Research Report
高密度ラジカル処理法による基板表面の超親水化と高品質絶縁膜の形成
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17560009
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
和泉 亮 九州工業大学, 工学部, 助教授 (30223043)
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| Keywords | ホットワイヤー / 表面窒化 / アンモニア分解種 / シリコン窒化膜 / ヘキサメチルジシラザン / シリコン炭窒化膜 |
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| Research Abstract |
タングステンワイヤーを用いた加熱触媒により生成したアンモニア分解種による表面窒化法によって、シリコン基板の表面窒化を行った。基板温度50℃程度で数nmの膜厚のシリコン窒化膜がシリコン基板上に形成されていることを光電子分光法(XPS)により明らかにした。窒化処理における基板温度、触媒温度、処理時間などの条件を変化させて形成した様々な膜厚のシリコン窒化膜の膜厚と水による接触角測定との相関を調べたところ、膜厚が大きくなるに従い、接触角が徐々に小さくなる関係が見出された。この結果より、本手法によるシリコン窒化膜は島状成長していると推測される。また、およそ2nmでシリコン基板全面がシリコン窒化膜で覆われることが明らかとなった。一方、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を用いたホットワイヤー化学気相堆積法によってシリコン炭窒化膜の形成を試みるために、HMDSの流量コントロールできるようにマスフローコントローラーの設置を行った。改造した装置を用いて成膜を行ったところ、得られた膜はSi-CとSi-N結合を主としたシリコン炭窒化膜であることがわかった。また、原料としてHMDSの他にアンモニア添加を行うことによってその量を増加するに従い、Si-N結合の増加が行えることを見出した。さらに膜の絶縁性を容量-電圧法によって調べたところ、絶縁膜であることが明らかとなった。比誘電率の値は膜の組成によって3から7に制御できることが明らかとなった。
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