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ポリシリコン薄膜の残留応力および機械的特性の評価

Research Project

Project/Area Number 04F04335
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionTohoku University
Host Researcher 林 一夫  東北大学, 流体科学研究所, 教授
Foreign Research Fellow MOCODIYO Don Asha Odhiambo  東北大学, 流体科学研究所, 外国人特別研究員
MACODIYO Dan Asha Odhiambo  東北大学, 流体科学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsシリコン / 結晶 / ひずみ / 応力 / 赤外線 / ゲッタリング / キャビテーション / 噴流
Research Abstract

ポリシリコン薄膜は、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)などに幅広く使われているが、その寸法が微小であるためにその機械的特性の評価が極めて困難である。またシリコンウェハにひずみを導入することにより、ウェハに不可避的に侵入する不純物を捕獲(ゲッタリング)することが可能である。本研究では、シリコンが赤外線を透過して赤外線に対して光弾性を有することを利用して赤外線を用いた光弾性試験によりひずみを定量的に評価することを目的とする。
1.キャビテーション気泡の崩壊衝撃力によりシリコンウェハ裏面に微小な歪を導入してゲッタリング効果を生じることによりシリコンウェハ表面に形成したデバイスのCV特性を向上させるために,まずキャビテーション条件を最適化し,その条件で機械的特性を評価した。またキャビテーション気泡の崩壊衝撃力によってシリコンとポリシリコン内に有効な残留応力を導入できることを実証した。
2.シリコンのサブマイクロ領域用の赤外線光弾性試験装置を構築するとともに,微小なひずみは顕微ラマン分光法によって計測した。
3.原子間力顕微鏡を用いた計測により,シリコンウェハ表面の表面粗さは2.3nmであることがわかった。
4.透過型電子顕微鏡を用いた観察によりポリシリコン薄膜は下層と上層で異なった微小構造であることを明らかにした。また多結晶シリコン内の微小な双晶と転位を観察した。
5.ポリシリコンの生成に分子線エピタキシー法(MBE)を利用した場合と減圧化学気相成長法(LPCVD)を利用した場合では類似した微小構造が得られたが,LPCVDを用いた場合により小さい結晶粒が得られた。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2006 2005

All Journal Article (8 results)

  • [Journal Article] Microdefects Induced by Cavitation for Gettering in Silicon Wafer2006

    • Author(s)
      Dan O.Macodiyo, H.Soyama, T.Masakawa, K.Hayashi
    • Journal Title

      Materials Science Letters Vol.41

      Pages: 5380-5382

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of Defects for Effective Gettering in Silicon Wager and Polysilicon Thin Films2006

    • Author(s)
      Dan O.Macodiyo, H.Soyama, K.Hayashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 8th Biennial ASME Conference on Engineering Systems Design and Analysis, Torino, Italy. ESDA2006-95340

      Pages: 1-10

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of Polysilicon Thin Films for MEMs Applications2006

    • Author(s)
      Dan O.Macodiyo, H.Soyama, K.Hayashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 10th World Scientific and Engineering Academy and Society (WSEAS) International Conference on Systems, Vouliagmeni Beach, Athens, Greece, July, 2006,WSEAS Transactions on Systems Vol.5, Issue 10

      Pages: 2418-2423

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of defects for effective gettering in silicon wafer and polysilicon thin films2006

    • Author(s)
      Dan O.Macodiyo
    • Journal Title

      8th Biennial ASME on Engineering Systems Design and Analysis (発表予定)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observation of microdefect for gettering of silicon wafer induced by a Cavitating Jet in Silicon Wafer2005

    • Author(s)
      Dan O.Macodiyo
    • Journal Title

      Proceedings of 3rd International Symposium on Mechanical Science Based in Nanotechnology

      Pages: 177-180

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation using X-ray diffraction of backside damage of silicon wafer introduced by a cavitating jet2005

    • Author(s)
      H.Soyama
    • Journal Title

      Journal of Jet Flow Engineering 22-2

      Pages: 18-22

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] C-V Characteristics of Backside Damage Gettering Introduced by a Cavitating Jet2005

    • Author(s)
      H.Soyama, S.Saito, Dan O.Macodiyo, M.Koyanagi
    • Journal Title

      Proceedings of 2nd International Symposium on Mechanical Science Based on Nanotechnology

      Pages: 85-88

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] キャビテーション噴流によるバックサイドダメージゲッタリングのC-V特性2005

    • Author(s)
      祖山 均, 斉藤 卓, ダン マコディヨ, 小柳 光正
    • Journal Title

      日本機械学会東北支部第40期総会・講演会 講演論文集 No.051-1

      Pages: 70-71

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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