シリコン表面ナノ領域の電気化学的特性解析と新規ウェットプロセスへの展開

• Project/Area Number: 13750631
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 本間 敬之 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (80238823)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: マイクロファブリケーション / ナノデバイス造形 / ナノ構造形成・制御 / 電気化学 / ナノ構造 / 電子・情報材料 / 磁性材料 / 新機能材料 / ウェットプロセス / デバイスプロセス / 電気化学プロセス / シリコンウェハ / ナノ構造形成 / ウルトラクリーンテクノロジー / 表面ポテンシャル / 走査プローブ顕微鏡

Research Abstract

液相中でウェハ表面を処理するウェットプロセスは,表面の超清浄化やULSIチップ内部の微細銅配線形成など,デバイスプロセスの重要な部分を担っている.本研究はこのウェットプロセスに着目し,シリコン単結晶表面の電気化学的特性をnmレベルの分解能で定量的に解析し,これを基にした新規ウェットデバイスプロセス(シリコン表面微細加工・微細修飾など)の開発を目的とした.前年度の研究において,ウェハ表面におけるナノレベルの欠陥をナノインデンテーション法により精密に形成する手法およびその特性を表面電位顕微鏡(SPoM)により定量的に測定する手法を開発した.これを基に,本年度は種々のナノ構造を形成可能なプロセスの確立を試みた.まず,ナノインデンテーション法による表面欠陥形成手法を改良し,ウェハ表面にナノ欠陥領域,すなわち析出活性領域をパターン形成する手法を開発した.次にこのようなパターンを有する表面を金属イオン種を含む溶液に浸せきすることにより,金属ナノ構造体を一括形成可能とするプロセスを開発した.Cu, Ag, Auなどの導電体およびCo系磁性体のナノ構造を高い選択性で自在に形成できるプロセスを開発することができた.これらのプロセスは現行のフォトリソグラフィー法のような複雑な手順や装置は一切必要としない,極めて単純かつ低環境負荷なものである.さらに,これらの成果を基にした,電子機能・磁気的機能・化学的機能(反応制御)を有するナノデバイス・システム,例えば集積回路内の受動型埋込部品(微細抵抗回路など)や,上記各種機能を有するナノドットアレイの選択的形成などへの本プロセスの適用に着手した.今後はこれらをさらに進展させ.本成果をさらに発展させる予定である.

Research Products

• [Publications] M.Kato, J.Sato, H.Otani, T.Homma, Y.Okinaka, et al.: "Substrate(Ni)-Catalyzed Electroless Gold Deposition from a Noncyanide Bath Containing Thiosulfate and Sulfite : Part I"J.Electrochem.Soc.. 149. C164-C167 (2002)
• [Publications] J.Satop, M.Kato, H.Otani, T.Homma, Y.Okinaka, et al.: "Substrate(Ni)-Catalyzed Electroless Gold Deposition from a Noncyanide Bath Containing Thiosulfate and Sulfite : Part II"J.Electrochem.Soc.. 149. C168-C171 (2002)
• [Publications] T.Homma, T.Kono, M.Chemla, V.Bertagna: "Co-Deposition Mechanism of Trace Cu and Fe on H-Si(100) Surface in Buffered Fluoride Solutions"Electrochem.Soc.Proc.. 2001(26). 110-116 (2002)
• [Publications] T.Homma, T.Kono, T.Osaka, M.Chemla, V.Bertagna: "Co-deposition mechanism of trace Cu and Fe on H-Si(100) surface in buffered fluoride solutions"Electrochem. Soc. Proc.. 2001(26). 250-257 (2002)
• [Publications] A.Singh, P.Goldenzweig, K.Baur, T.Homma, S.Brennan, P.Pianetta: "Feasibility of in situ TXRF"Advances in X-ray Analysis. 45(1)(in press). (2002)