• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

酸素負イオンプラズマによるシリコンの低温高速酸化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11680490
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 プラズマ理工学
研究機関東海大学

研究代表者

進藤 春雄  東海大学, 工学部, 教授 (20034407)

研究分担者 犬島 喬  東海大学, 工学部, 教授 (20266381)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードシリコン酸化膜 / 酸素負イオン酸化 / 素子分離用酸化膜 / 高速シリコン酸化 / 低損傷酸化膜 / 低温シリコン酸化 / サブオキサイド / プラズマプロセス
研究概要

シリコン集積回路(LSI)の集積度向上を計る上で重要な素子分離用絶縁膜の新形成法として、酸素負イオンによる低温・高速・低損傷シリコン方向性酸化の研究を2年間にわたり実施した。その結果、以下のような有用な成果を得た。負イオンの基礎特性として、酸素負イオンはプラズマダウンストリームにおいて効率的に生成され、酸素圧力につても最適値のあることをプローブ計測および四重極質量分析より明らかにした。酸素負イオン照射によるシリコン酸化特性では、酸化反応速度が従来の熱酸化に比べ10倍以上、正イオンに比べ3倍以上もの高速で、これは酸素負イオンの構造がラジカルに類似していることに依る。また、負イオンをシリコン基板に効率的に照射するため基板バイアスの周波数依存性を調べた結果、イオンプラズマ振動数近傍で酸化速度が最大となることを明らかにした。一方、XPSによる酸化膜膜質評価では、シリコン一酸素間結合が不十分なサブオキサイド量の少ない良質な酸化膜であるとの結論が得られた。
さらに本酸化膜形成技術の実用的側面に検討を加えるため、サブミクロンサイズのシリコントレンチ内部の各部位について酸化特性を調べた。その結果、幅0.18ミクロン、深さ0.35ミクロン(アスペクト比2)のシリコントレンチにおいて、直流および高周波基板バイアスによる酸素負イオン照射で酸化膜を形成した場合、トレンチ側壁に対するトレンチ底部の酸化速度の比すなわち酸化の異方性はラジカル酸化の場合の3倍にも改善され、トレンチ底部の酸化速度は75A/hと高速であった。基板バイアスがない場合のラジカル酸化ではトレンチ側壁に対する底部の異方性は0.5以下とトレンチ底部の酸化は極めて困難であるのに対し、酸素負イオンを照射することによりトレンチ底部の酸化特性を大幅に改善出来ることが実証された。以上のことより本研究におけるシリコン酸化膜形成技術は次世代集積回路の素子分離層やMOSトランジスター絶縁膜の形成実プロセスに応用できることを実証し、今後本技術の実用化が期待できることを明確にした。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] T.Fujii,Y.Horiike and H.Shindo: "Enhancement of Negative-Ion-Assisted Silicon Oxidation by Radio Frequency Bias"Japanese Journal of Applied Physics. 38(12). L1466-1468 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Urayama,Y.Horiike,S.Fujii and H.Shindo: "Thin Film Detection Employing Frequency Shift in Sheath Current Oscillation"Japanese Journal of Applied Physics. 38(8). 4917-4921 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shindo,T.Koromogawa,T.Fujii,and Y.Horiike: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation with Transformer Coupled RF Bias"Surface & Coatings Technology. 116-119. 618-621 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shindo,: "Silicon Oxidation-Depth Enhancement Employing Negative Ion under Transformer Coupled RF Bias"Proc.46th Symposium of American Vacuum Society, Sheatle, U.S.A.,. 50-51 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shindo,T.Fujii,H.Aoyagi,K.Kusaba and Y.Horiike: "Silicon Oxidation Employing Negative Ions Driven by Transformer Coupled RF Bias"Proc.14th Int.Symp.On Plasma Chemistry, Praha,Czech Republic. Vol.II. 829-832 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii,H.Aoyagi,Y.Horiike and H.Shindo: "Silicon Oxidation by Negative and Positive Ion Irradiations in Microwave Oxygen Plasma"Proc.17^<th> Plasama Processing Symposium, Nagasaki, Japan. 519-522 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii,T.Shimizu,Y.Horiike and H.Shindo: "Silicon Trench Oxidation by Employing Oxygen Negative Ion"Proc.18th Symposium on Plasma Processing, Kyoto. 443-444 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kusaba,K..Shinagawa,M.Furukawa and H.Shindo: "DLTS Measurement of Wafer Damage After Resist Ashing by Surfacewave Oxygen Plasma"Proc.18th Symposium on Plasma Processing, Kyoto. 487-488 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii,T.Urayama,Y.Horiike and H.Shindo: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation in Downstream Microwave Oxygen Plasma"Proc.4th Int.Workshop of Microwave Discharges, Moscow. 74-74 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii, H.Aoyagi, K.Kusaba, Y.Horiike and H.Shindo: "Enhancement of Negative-Ion-Assisted Silicon Oxidation by Radio Frequency Bias"Jpn. J.Appl. Phys. 38. L1466-1468 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Urayama, Y.Horiike, S.Fujii and H.Shindo: "Thin Film Detection Employing Frequency Shift in Sheath Current Oscillation"Jpn. J.Appl. Phys. 38(8). 4917-4921 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shindo, T.Koromogawa, T.Fujii, K.Kusaba and Y.Horiike: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation with Transformer Coupled RF Bias"Surface & Coatings Technology. 116-119. 618-621 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shindo: "Silicon Oxidation-Depth Enhancement Employing Negative Ion under Transformer Coupled RF Bias"Proc. 46th Symposium of American Vacuum Society, Sheatle, U.S.A.. 50-51 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shindo, T.Fujii, H.Aoyagi, K.Kusaba and Y.Horiike: "Silicon Oxidation Employing Negative Ions Driven by Transformer Coupled RF Bias"Proc.14th Int. Symp. on Plasma Chemistry, Praha, Czech Republic. Vol. II. 829-832 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii, H.Aoyagi, Y.Horiike and H.Shindo: "Silicon Oxidation by Negative and positive Ion Irradiations in Microwave Oxygen Plasma"Proc. of 17th Plasma Processing Symposium, Nagasaki. 519-522 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii, T.Urayama, Y.Horiike and H.Shindo: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation in Downstream Microwave Oxygen Plasma."Proc. 4th Int. Workshop of Microwave Discharges, Moscow. 74-74 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kusaba, K.Shinagawa, M.Furukawa and H.Shindo: "DLTS Measurement of Wafer Damage after Resist Ashing by Surfacewave Oxygen Plasma"Proc. 18th Symposium on Plasama Processing, Kyoto. 487-488 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii, T.Shimizu, Y.Horiike and H.Shindo: "Silicon Trench Oxidation by Employing Oxygen Negative Ion"Proc. 18th Symposium on Plasama Processing, Kyoto. 443-444 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fujii,T.Shimizu,Y.Horiike and H.Shindo: "Silicon Trench Oxidation by Employing Oxygen Negative Ion"Proc.18th Symposium on Plasma Processing, Kyoto. 443-444 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kusaba,K..Shinagawa,M.Furukawa and H.Shindo: "DLTS Measurement of Wafer Damage After Resist Ashing by Surfacewave Oxygen Plasma"Proc.18th Symposium on Plasma Processing, Kyoto. 487-488 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fujii,T.Urayama,Y.Horiike and H.Shindo: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation in Downstream Microwave Oxygen Plasma"Prco.4th Int.Workshop of Microwave Discharges, Moscow. 74-74 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井貴志,青柳仁志,堀池靖浩,進藤春雄: "酸素負イオンプラズマによるSi酸化の希ガス添加効果"第47回応用物理学会春季講演会論文集、青山学院大学. 第一巻. 130-130 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 藤井貴志,青柳仁志,堀池靖浩,進藤春雄: "表面波酸素プラズマ中の負イオンによるシリコン酸化特性"第61回応用物理学会秋季講演会論文集、北海道工業大学. 第一巻. 94-94 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T. Fujii, Y. Horiike and H. Shindo: "Enhancement of Negative-Ion-Assisted Silicon Oxidation by Radio Frequency Bias"Japanese Journal of Applied Physics. 38(12). L1466-L1468 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Urayama, Y. Horiike, S. Fujii and H. Shindo: "Thin Film Detection Employing Frequency Shift in Sheath Current Oscillation"Japanese Journal of Applied Physics. 38(8). 4917-4921 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Shindo, T. Koromogawa, T. Fujii, and Y.Horiike: "Negative Ion-Assisted Silicon Oxidation with Transformer Coupled RF Bias"Surface & Coatings Technology. 116-119. 618-621 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Shindo,: "Silicon Oxidation-Depth Enhancement Employing Negative Ion under Transformer Coupled RF Bias"Proc. 46th Symposium of American Vacuum Society, Sheatle, U. S. A.,. 50-51 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. Shindo, T. Fujii, H.Aoyagi, K. Kusaba and Y. Horiike: "Silicon Oxidation Employing Negative Ions Driven by Transformer Coupled RF Bias"Proc. 14th Int. Symp. On Plasma Chemistry, Praha, Czech Republic. Vol. II. 829-832 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Fujii, H.Aoyagi, Y. Horiike and H. Shindo: "Silicon Oxidation by Negative and Positive Ion Irradiations in Microwave Oxygen Plasma"Proc. 17^<th> Plasama Processing Symposium, Nagasaki, Japan. 519-522 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

URL: 

公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi