2020 Fiscal Year Annual Research Report
三次元集積化に向けるGe低温原子層エッチング技術開発に関する研究
| Project/Area Number |
19K15053
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
張 文馨 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (30796834)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 半導体 / Ge / 原子層エッチング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、O2プラズマ/ハロゲン系プラズマの気相酸化/エッチングを用いて、完全ドライプロセスによるGe表面の原子層レベル平坦化技術を確立することを目的とする。プラズマ制御により、Ge表面の自己停止酸化プロセスとハロゲン系プラズマによる吸着/脱離プロセスについて解析し、そのメカニズムの解明と応用展開に向けたプロセス最適化の指針を探る。上記の研究を行うために、既設のリモートプラズマ反応性イオンエッチング(RIE)装置にサイクリック機能を追加し、原子層エッチング技術の開発環境整備を実施した。Geのエッチングガスとして低温でも極めて蒸気圧が最も高いヨウ素化合物を形成するヨウ化水素(HI)を選択し、HIプラズマ中の活性種について発光特性から解析を行なった。プラズマの発光分光分析により、水素とヨウ素に起因する明瞭な発光を観測し、HIの解離と水素およびヨウ素の活性種の形成を確認した。プラズマパワーを大きくすることで、活性種の高密度化が図れることもわかった。昨年度はHIプラズマ処理により、Ge表面自然酸化膜の除去が確認した。今年度はHIプラズマ処理したGe表面のO2プラズマにより再酸化効果について調べた。 I終端のGe表面にもう一度O2プラズマ処理行なうと、Geの再酸化が確認した。さらに、基板バイアスをかけることによって、Iが完全に取り除くことも可能で、HIプラズマによる吸着/脱離プロセスの進行が明らかになった。完全ドライプロセスによるサイクリックエッチングのエッチングレートについて考察した。サイクル数に伴いエッチング深さは増大し、1サイクルあたりのエッチング量はおおよそ0.135 nm/cycleとなった。これは、Ge（100）面の原子層高さ(0.142nm)でほぼ同等である。このことは、本手法によりGe表面の原子層エッチングが実現していることを示している。
|
Research Products
(1 results)
