2022 Fiscal Year Research-status Report
液体プロセスによる新規低温半導体表面及びカットエッジパッシベーション
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21K04134
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
鮫島 俊之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 産学官連携研究員 (30271597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 智久 神奈川大学, 理学部, 教授 (60386810)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 加熱水 / ライフタイム / 再結合速度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究プロジェクトは、高品質デバイス作製において極めて重要な課題である半導体の表面パッシベーションを低温で効率よく行う手法の開発を目的として立案 された。活性で欠陥の多いシリコン表面及びシリコン基板のカットのパッシベーションの実現を主たる目的とする。本目的達成の為に加熱水を用いた低温にして かつ簡便なパッシベーション手法が発案された。３年の計画の２年度は①単結晶シリコン基板のカットエッジのパッシベーションと②単結晶シリコン基板を試料に用いたMOS界面のパッシベーションの準備が計画された。①研究計画に基づき、100nm熱酸化膜コーティングされたn型 (100)面方位の単結晶シリコンを劈開カットして90℃、2時間の加熱水処理を行った。カット前、シリコンの小数キャリヤライフタイムは3.2msと大きかったが、カットにより0.69msに低下した。カット面に欠陥が発生し、小数キャリヤ再結合速度が2000cm/sと大きくなったことによる。これに対し、加熱水処理により欠陥の低減に成功し、小数キャリヤ再結合速度は50cm/sに低減した。さらに試料を大気中で300℃の加熱処理を行ったが再結合速度は低いままであり、加熱水処理の耐熱性を確認した②研究計画に基づき、MOSキャパシタのC-V測定を可能にする高周波キャパシタンス測定装置を組み立てた。装置の構成は試料を設置して閉回路を形成するためのプローバー、バイアス電圧を印加して高周波変調電圧を重畳するSMUキャパシタンス測定器とこれをコントロールするソフトウェアからなる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に沿ってプロジェクトを実施し、現在までの進捗状況は以下の通りである。①100℃程度で温度可変の加熱水中処理パッシベーション装置を開発した。②ソーラーシミュレータを導入して低温で半導体表面 の酸化パッシベーションを促進させるための紫外線照射による酸化援用装置を組み立てた。③光照射誘起少数キャリヤのマイクロ波吸収による2次元試料面内実効ライフタイム測定装置を開発し、カットエッジのライフタイムの測定を可能にした。④100nm熱酸化膜コーティングされたn型 (100)面方位の単結晶シリコンを劈開カットして90℃、2時間の加熱水処理を行った。カット前、シリコンの小数キャリヤライフタイムは3.2msと大きかったが、カットにより0.69msに低下した。カット面に欠陥が発生し、小数キャリヤ再結合速度が2000cm/sと大きくなったことによる。これに対し、加熱水処理により欠陥の低減に成功し、小数キャリヤ再結合速度は50cm/sに低減した。さらに試料を大気中で300℃の加熱処理を行ったが再結合速度は低いままであり、加熱水処理の耐熱性を確認した。⑤MOSキャパシタのC-V測定を可能にする高周波キャパシタンス測定装置を組み立てた。装置の構成は試料を設置して閉回路を形成するためのプローバー、バイアス電圧を印加して高周波変調電圧を重畳するSMUキャパシタンス測定器とこれをコントロールするソフトウェアからなる。以上の活動により研究は概ね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度の研究計画である、 ①単結晶シリコン基板を試料に用いてシリコン表面及びMOS界面のパッシベーション最適化を検討する。特に試料面内に確実なパッシベーションの条件を調査する。 ②加熱水表面パッシベーション後SiO2膜を形成してMOS構造の形成を検討する。
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| Causes of Carryover |
研究室保有の機材を本研究プロジェクトに有効利用したため当初計画よりも少ない額で目標を達成できた。昨年度繰越分及び本年度分（当初計画分）を研究進捗 に沿って執行する。
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