| 研究課題/領域番号 |
03452149
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
庭野 道夫 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20134075)
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| 研究分担者 |
遠田 義晴 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (20232986)
宮本 信雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00006222)
高桑 雄二 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (20154768)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1993年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1992年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1991年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
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| キーワード | 放射光 / 高誘電体薄膜 / 低温薄膜形成 / 半導体表面 / 光励起反応 / CVD / 放射光励起 |
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| 研究概要 |
半導体デバイスで用いる高品質の高誘電体(絶縁)薄膜を、シンクロトロン放射光励起法を用いて“低温"形成する方法を研究した。検討した膜形成法は、超高真空化学反応槽を用い、原料ガスを清浄化した半導体(Si、GaAs)基板表面に供給し、基板表面に真空紫外域の放射光を照射することにより原料ガスの光分解、基板表面における表面反応を促進させ、よって良質の高誘電体膜を形成させるというものである。
良質の高誘電体薄膜を形成するには、膜形成前に基板表面を清浄化する必要がある。これは極薄の酸化膜を形成する場合に特に重要である。そこで先ず、Si基板表面の清浄化法についての基礎的研究を行った。放射光を用いたシリコン表面上の自然酸化膜の除去法とオゾンを用いた炭素の除去法について検討し、シリコン表面上のイオン光脱離の素過程とオゾン酸化素過程を解明した。また、フッ酸溶液処理シリコン表面について、多重内部反射法による赤外分光測定によって表面の粗さや表面不純物量を調べた。
次に、高誘電体膜形成の反応過程の解明を試みた。まず、Si表面上に酸化材であるテトラエトキシシラン(TEOS)を吸着させ、その吸着表面に放射光を照射することによって起こるTEOSの光分解過程を光電子分光測定によって調べた。その結果、TEOSのみを吸着させた場合にはエトキシル基の分解が不十分であるが、TEOSと共に水を吸着させるとエトキシル基の分解が促進することを確かめた。また、清浄化した半導体基板表面上にシリコンアルコキシド・ガスを導入しながら放射光を照射してシリコン酸化膜を形成する実験を行った。実験の結果、アルコキシル基の光分解が確認できた。また、光電子分光、赤外分光測定から、アルコキシドが光分解、光重合して、シリコン酸化膜が形成されることを確認した。
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