RF-DC結合型バイアススパッタ装置

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62850050
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 柴田 直 東北大学, 工学部, 助教授 (00187402)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 瑞穂 東北大学, 工学部, 助手 (50157905) ; 大見 忠弘 東北大学, 工学部, 教授 (20016463)
• Keywords: スパッタ成膜 / 低エネルギイオン照射 / アルミ薄膜 / ヒロックフリー / 低温エピタキシャル成長 / エピタキシャルシリコン / バイアススパッタ

Research Abstract

スパッタリングにより成膜する薄膜の表面を、数eVから数10eV程度の比較的低いエネルギのArイオン照射によって活性化することにより高品質薄膜の低温形成を実現する研究を、前年度にひきつづきさらに発展させた。すなわち、RF-DC結合バイアス装置を用いた成膜実験において、各種成膜パラメタを最適化することにより、より高品質なAl薄膜の形成、より低温でのシリコンのエピタキシャル成長等に成功したのである。
まずAl薄膜に関しては、従来350℃までヒロックフリーの純Al薄膜形成を実現していたが、今回500℃まで完全にヒロックフリーのAl薄膜形成を実現した。これには、成膜直前に行う基板表面の低エネルギイオン照射によるクリーニング条件を最適化したこと、成膜中のArイオン照射のエネルギと照射量をそれぞれ最適条件に設定したことによる。同条件で形成したAlは、500℃までヒロックフリーであるばかりか、さらにコンタクトホール部での穴埋めも、非常に良好に行えることが分ったのである。さらにMOSデバイスの損傷も生じない事が示され、ULSIプロセスへの実用化が達成できた。
また、シリコンの低温エピタキシャル成長に関しては、従来エピ成長温度が350℃であったのに対し、250℃まで低温化することができた。これには、イオン照射のエネルギは約25eVと結晶成長に最適の値としたままで、イオン照射量のみを増やすことによりSi成長膜に与えられる全エネルギ量を増加させたのである。このエネルギの増加が、結晶成長に必要な熱エネルギを減少させ、その結果エピ成長温度の低減が実現したのである。
以上のように、新しいULSIデバイス製造に最も基本的な、低温での高品質薄膜形成技術を確立したのである。

Research Products

• [Publications] 柴田直: 電子情報通信学会技術研究報告. SDM-88. 3-8 (1988)
• [Publications] Tadahiro Ohmi: Proc.5th International VLSI Multilevel Interconnection Conference. 229-241 (1988)
• [Publications] 毅田直: 半導体基盤技術研究会編、超LSIウルトラクリーンテクノロジーシンポジウム、サブミクロンULSIプロセス技術、プロシーディング. 7. 229-241 (1988)
• [Publications] T.Ohmi: Applied Physics Letters. 54. 253-255 (1988)
• [Publications] T.Ohmi: Applied Physics Letters. 54. 523-525 (1988)
• [Publications] T.Ohmi: Nuclear Instruments and methods.in physics Research.