| 研究課題/領域番号 |
18760029
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
薄膜・表面界面物性
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
高橋 和生 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (50335189)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2006年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | プラズマプロセス / プラズマ加工 / ナノビバイス / high-k / ゲート / MOSFET / ダイヤマンド状炭素膜 / ナノデバイス / フッ素 |
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| 研究概要 |
次世代超大規模集積回路(ULSI)におけるゲート絶縁膜材料として有望視されている酸化ハフニウム(HfO_2)に注目し、ゲート幅が数十ナノメートルのMOSFETを形成するためのプラズマエッチング技術を確立することを目指している。プラズマエッチングでは、多くの場合、非加工物にハロゲン(塩素やフッ素など)を作用させ、揮発物質を生成することによりエッチングを実現している。本研究では、産業分野において扱いやすいと予想されるフルオロカーボンガスを用いてHfO_2を加工した。また、ガスに含まれる炭素種の表面反応を理解するために、炭素膜(ダイヤモンド状炭素膜(DLC))表面におけるエッチング反応の解析も行った。
CF_4/O_2/ArプラズマによるHfO_2エッチングの特性においては、SiO_2のそれと類似する点があり、CF_4/Arプラズマにおけるエッチング速度を上回る条件が存在することから、炭素や酸素を含む粒子のHfO_2エッチングへの寄与が示唆された。また、DLCのエッチング速度はO_2流量に比例して増大し、DLCは酸素と反応してCO、CO2、COF_2といった揮発性の高い反応生成物を形成すると考えられる。さらに、DLCエッチングにおいて、炭素やフッ素を含む活性種がエッチャントとして作用し得る条件が見いだされた。このことからHfO_2表面におけるエッチング反応を理解することもできると考える。SiやSiO_2上に炭素膜が堆積しながらもHfO_2がエッチングされる条件が、これまでの研究よりも多く見いだされたが、このことは堆積種であると考えられる炭素を多く含む活性種が、HfO_2エッチングにおいてはエッチャントに成りうることを示す。Hfなどの遷移金属と炭素との反応は興味深く、Si基板に対するHfO_2の選択エッチングを実現する上で有用な化学反応である。今後、この反応についてさらに理解を深め、高度なエッチングプロセス制御のための知見を得たいと考えている。
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