| 研究課題/領域番号 |
15360156
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
寺本 章伸 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教授 (80359554)
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| 研究分担者 |
森本 明大 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助手 (10359557)
大見 忠弘 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20016463)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
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| キーワード | マイクロ波励起プラズマ / シリコンカーバイト(SiC) / 絶縁膜 / MOS / 残留炭素 / 低温プロセス / エピタキシャル成長 / SiC / プロセス低温化 / ラジカル酸化 / スパッタ成膜 |
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| 研究概要 |
マイクロ波励起高密度プラズマシステムにおいて、プラズマ励起ガスをKrとして0^*を形成し、さらに炭素をSiO_2膜から除去するプロセスを用い、1000℃以下のプロセス温度でSiC基板上に高品質なゲート絶縁膜を実現した。シリコン基板上においては、あらゆる面方位のシリコンに対して、低温(400℃以下)で界面準位密度が小さく固定電荷密度も低いSiO_2膜を形成できるO^*酸化を用いてSiC上に酸化膜を形成するとSiO_2膜中に10^<19>[atoms/cm^3]炭素が残留し、10^<12>[cm^<-2>]台という界面準位密度・固定電荷密度が発生した。そこで、10[nm]以下のSiO_2膜を形成した後、1000℃でアニール処理を行い、その後、所望の膜厚だけマイクロ波励起高密度プラズマに二段シャワープレートを挿入したCVD装置により、SiO_2膜を堆積することにより、固定電荷・界面準位密度をともに1桁低減することが可能となった。さらに全く炭素を含有しないSiO_2膜の形成方法として、上記、CVD装置により、SiC上にポリシリコンを堆積し、ポリシリコンをラジカル酸化することによりSiO_2膜を形成した。本方法でも直接SiCをO^*酸化した場合に比べて固定電荷・界面準位密度を1桁低減することができた。両方法ともに更なる高品質化が必要であるが、1000℃以下の温度において、高品質なSiO_2膜を形成できる可能性を示し、現状のSiCを用いた半導体デバイス製造に対して本方法が有効であることを示した。
さらに、基板温度400℃のRF-DC結合型スパッタ装置を用いてSiCをSi(100)表面上に成膜した。その後、950℃、N_2のアニールを行うことにより、SiC(111)結晶がSi表面上に現れた。これは、単結晶成膜とまではいかないまでも、1000℃以下の低温でSiC結晶を成長させる端緒を開いた。
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