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高品質極薄Si系絶縁膜の低温形成と機能評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09650363
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関九州大学

研究代表者

中島 寛  九州大学, 先端科学技術共同研究センター, 助教授 (70172301)

研究分担者 古川 勝彦  九州大学, 先端科学技術共同研究センター, 助手 (40264121)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1998年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードシリコン / 極薄絶縁膜 / ECRプラズマ / 低温形成 / 電気的機能性 / スパッタリング / 低温薄膜形成
研究概要

本研究では、高活性なプラズマの生成が容易に実現できるECR(Electron Cyclotron Resonance)マイクロ波プラズマとSiターゲットからのスパッタリングを組み合わせたECRスパッタ法を用いて、Si系絶縁膜を低温で堆積するプロセス技術を確立し、堆積された膜の機能性を発現させることを目的としている。この研究で得られた成果は、以下の通りである。
(1) プラズマ条件を最適化することにより、130℃の低温で成膜速度23nm/min、絶縁破壊電界10MV/cmを有するSi酸化膜を形成する技術を確立した。
(2) Si酸化膜堆積前にプラズマ酸化処理を行い、それに続く130℃での低温堆積と450℃でのアニールにより、9nmの極薄Si酸化膜の低温形成プロセスを確立した。このSi酸化膜は、絶縁破壊電界9MV/cm、界面準位密度1x10^<11>cm^<-2>eV^<-1>以下、固定電荷密度1x10^<11>cm^<-2>以下の機能を有する。
(3) 酸素と窒素の混合プラズマを用いてプラズマ条件を最適化することにより、130℃の低温で、絶縁破壊電界13MV/cmを有するSi酸窒化膜が形成できることを明らかにした。
(4) 緻密なSiN膜がECRスパッター法を用いて室温で堆積された。この窒化膜は、屈折率、赤外吸収、化学エッチングレイト等の特性は高温CVDで成膜したものと同等であることが明らかとなった。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] H. Nakashima: "Low-temperature deposition of high-quality silicon dioxide films by sputtering-type electron cyclotron resonance plasma" J. Vac. Sci. Technol. A. 15. 1951-1954 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Furukawa: "In situ FT-IR reflective absorption spectroscopy for characterization of SiO2 thin films from deposited using sputtering-type electron cyclotron resonance microwave plasma" Appl. Surf. Sci.121/122. 228-232 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. C. Liu: "In-situ infrared relective absorption spectroscopy characterization of SiN films deposited using sputtering-type ECR microwave plasma" Appl. Surf. Sci.121/122. 233-236 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D. W. Gao: "Effect of preoxidation on deposition of thin-gate quality silicon oxide film at low by using a sputter-type electron cyclotron resonance plasma" J. Appl. Phys.82. 5680-5685 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D. W. Gao: "Deposition of high-quality silicon oxynitride film at low temperature by using a sputtering-type electron cyclotron resonance plasma" Jpn. J. Appl. Phys.36. L1692-L1694 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Furukawa: "Observation of Si Cluster Formation in SiO_2 Films through Annealing Process using x-ray Photoelectron Spectroscopy and Infrared Techniques" Appl. Phys. Lett.72. 725-727 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Furukawa: "Effects of Oxygen Content on Properties of Silicon Oxide Films Prepared at Room Temperature by Sputtering-type Electron Cyclotron Resonance Plasma" J. Appl. Phys.84. 4579-4584 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中島 寛: "スパッタ堆積による高品位Si系絶縁膜の形成" インテリジェント材料. 8. 16-20 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.C.Liu: "Compositional and Structural Studies of Amorphous Silicon-Nitrogen Alloys Deposited at Room Temperature using a Sputtering-type ECR Microwave Plasma" Philosophical Magazine. 79. 137-148 (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nakashima, H.Nakashima, K.Furukawa, Y.C.Liu, D.W.Gao, Y.Kashiwazaki, K.Muraoka, K.Shibata, and T.Tsurushima: ""Low-temperature deposition of high-quality silicon dioxide films by sputtering-type electron cyclotron resonance plasma"" J.Vac.Sci.Technol.A.Vol.15. 1951-1954 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Furukawa, Y.C.Liu, D.W.Gao, H.Nakashima, K.Uchino, K.Muraoka: ""In situ FT-IR reflective absorption spectroscopy for characterization of SiO2 thin films from deposited using sputtering-type electron cyclotron resonance microwave plasma"" Appl.Surf.Sci.Vols.121/122. 228-232 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.C.Liu, K.Furukawa, D.W.Gao, H.Nakashima, K.Uchino, K.Muraoka: ""In-situ Infrared Reflective Absorption Spectroscopy Characterization of SiN Films Deposited using Sputtering-type ECR Microwave Plasma"" Appl.Surf.Sci.Vols.121/122. 233-236 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.W.Gao, Y.Kashiwazaki, K.Muraoka, H.Nakashima, K.Furukawa, Y.C.Liu, K.Shibata, T.Tsurushima: ""Effect of Preoxidation on Deposition of Thin Gate-quality Silicon Oxide Film at Low Temperature by using a Sputter-type Electron Cyclotron Resonance Plasma"" J.Appl.Phys.Vol.82, No.11. 5680-5685 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.W.Gao, Y.Kashiwazaki, K.Muraoka, H.Nakashima, K.Furukawa, Y.C.Liu, T.Tsurushima: ""Deposition of High-quality Silicon Oxynitride Film at Low Temperature by using a Sputtering-type Electron Cyclotron Resonance Plasma"" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36, No.12B. L1692-1694 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Furukawa, Y.C.Liu, D.W.Gao, H.Nakashima, K.Uchino, K.Muraoka, H.Tsuzuki: ""Observation of Si Cluster Formation in SiO_2 Films through Annealing Process using x-ray Photoelectron Spectroscopy and Infrared Techniques"" Appl.Phys.Lett.Vol.72, No.6. 725-727 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Furukawa, Y.Liu, H.Nakashima, D.W.Gao, Y.Kashiwazaki, K.Uchino, K.Muraoka, H.Tsuzuki: ""Effects of Oxygen Content on Properties of Silicon Oxide Films Prepared at Room Temperature by Sputtering-type Electron Cyclotron Resonance Plasma" J.Appl.Phys.Vol.84, No.8. 4579-4584 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi nakashima: ""Deposition of High-quality Si-Based Insulating films using Sputtering Techniques"" Intelligent Materials. Vol.8, No.2. 16-20 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.C.Liu, K.Furukawa, H.Nakashima, Y.Kashiwazaki, D.W.Gao, K.Uchino, K.Muraoka, H.Tsuzuki: ""Compositional and Structural Studies of Amorphous Silicon-Nitrogen Alloys Deposited at Room Temperature using a Sputtering-type ECR Microwave Plasma" Philosophical Magazine. Vol.79. 137-148 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Furukawa: "Observation of Si Cluster Formation in SiO^2 Films through Annealing Process using x-ray Photoelectron Spectroscopy and Infrared Techniques" Appl. Phys. Left.72. 725-727 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K. Furukawa: "Effects of Oxygen Content on Properties of Silicon Oxide Films Prepared at Room Temperature by Sputtering-type Electron Cyclotron Resonance Plasma" J. Appl. Phys.84. 4579-4584 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中島 寛: "スパッタ堆積による高品質位Si系絶縁膜の形成" インテリジェント材料. 8. 16-20 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y. C. Liu: "Compositional and Structural Studies of Amorphous Silicon-Nitrogen Alloys Deposited at Room Temperature using a Sputtering-type ECR Microwave Plasma Plasma" Philosophical Magazine B. 79. 137-148 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakashima,K.Furukawa 他6名: "Low-temperature deposition of high-quality silicon dioxide films by sputtering-type electron cyclotron resonance plasma" J.Vac.Sci.Technol.A. 15. 1951-1954 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Furukawa,H.Nakashima 他4名: "In situ FT-IR reflective absorption spectroscopy for characterization of SiO2 thin films from deposited using sputtering-type electron cyclotron resonance microwave plasma" Appl.Surf.Sci.121/122. 228-232 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Furukawa,H.Nakashima 他4名: "In-situ infrared relective absorption spectroscopy characterization of SiN films deposited using sputtering-type ECR microwave plasma plasma" Appl.Surf.Sci.121/122. 233-236 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakashima,K.Furukawa 他6名: "Effect of preoxidation on deposition of thin-gate quality silicon oxide film at low by using a sputter-type electron cyclotron resonance plasma" J.Appl.Phys.82. 5680-5685 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakashima,K.Furukawa 他5名: "Deposition of high-quality silicon oxynitride film at low temperature by using a sputtering-type electron cyclotron resonance plasma" Jpn.J.Appl.Phys.36. L1692-L1694 (1997)

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      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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