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3次元積層デバイス開発為の分子動力学計算によるプラズマエッチング反応の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20J20961
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分14030:プラズマ応用科学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

Cagomoc Charisse Marie  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードplasma etching / molecular dynamics / high aspect ratio / 3D NAND / ion beam experiment / high-aspect ratio / molecular dynamics (MD)
研究開始時の研究の概要

- Ion beam experiments on silicon dioxide and silicon nitride using various ions for HAR etching.
- Plasma experiments in Ruhr University of Bochum
- Molecular dynamics simulations of silicon dioxide and silicon nitride HAR etching using various ions.
- Plasma diagnostics in the University of York

研究実績の概要

The 3D NAND flash memory technology has been the primary solution for any platforms requiring data storage. Its memory capacity is dictated by the number of alternating silicon dioxide (SiO2) and silicon nitride (SiN) stacked films (referred to as ONO) deposited on a Si substrate. Hole channels with a high aspect ratio (AR) and straight profiles are etched through the stacked films to form the memory cell arrays. However, maintaining a straight profile becomes more difficult as the AR increases. As such, high aspect ratio (HAR) etching has been the roadblock for 3D NAND devices with larger storage capacity. In this research, experiments, and simulations had been performed to understand the HAR etching process in the fabrication of 3D NAND memory devices. For the experiment, SiO2, SiN, and ONO stacked films deposited on Si wafers were etched with Ar and CF3 ions using the mass-selected ion beam system. The etch yields and etch rates were calculated, and the films were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). For the simulation, molecular dynamics (MD) simulations of the etching of SiO2, SiN, and ONO by Ar, Cl, and CF3 ions were done. The etch yields from the simulations were compared to the etch yields from the experiments wherein a relatively good agreement was attained. As such, some of the results of the research have been presented at various domestic and international conferences. The research has also been summarized in a dissertation and published in 3 scientific papers.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Molecular dynamics study of SiO2 nanohole etching by fluorocarbon ions2023

    • 著者名/発表者名
      Cagomoc Charisse Marie D.、Isobe Michiro、Hamaguchi Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A

      巻: 41 号: 2 ページ: 023001-023001

    • DOI

      10.1116/6.0002380

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inert-gas ion scattering at grazing incidence on smooth and rough Si and SiO2 surfaces2023

    • 著者名/発表者名
      Cagomoc Charisse Marie D.、Isobe Michiro、Hudson Eric A.、Hamaguchi Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A

      巻: 41 号: 2 ページ: 023003-023003

    • DOI

      10.1116/6.0002381

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of oxide-nitride bilayer etching with energetic fluorocarbon ions2022

    • 著者名/発表者名
      Cagomoc Charisse Marie D.、Isobe Michiro、Hudson Eric A.、Hamaguchi Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A

      巻: 40 号: 6 ページ: 063006-063006

    • DOI

      10.1116/6.0002182

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Oxide-Nitride Stacked Layer Etching by Energetic Fluorocarbon Ions2022

    • 著者名/発表者名
      Charisse Marie D. Cagomoc, Michiro Isobe, Eric A. Hudson, Satoshi Hamaguchi
    • 学会等名
      65th Annual SVC Technical Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Oxide and Nitride Etching by CF3+ and Cl+2022

    • 著者名/発表者名
      Charisse Marie D. Cagomoc, Shoichi Taira, Michiro Isobe, Tomoko Ito, Kazuhiro karahashi, Leonid Belau, Eric A. Hudson, Satoshi Hamaguchi
    • 学会等名
      AVS 68th International Symposium & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Oxide-Nitride Etching by CF3+ Ions2021

    • 著者名/発表者名
      Charisse Marie D. Cagomoc, Michiro Isobe, Eric A. Hudson, and Satoshi Hamaguchi
    • 学会等名
      82nd JSAP Autumn Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Oxide-Nitride Layer Etching by Fluorocarbon Plasmas2021

    • 著者名/発表者名
      Charisse Marie D. Cagomoc, Michiro Isobe, Eric A. Hudson, and Satoshi Hamaguchi
    • 学会等名
      AVS 67th Virtual Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Dynamics Study of Ion Scattering on Si and SiO22020

    • 著者名/発表者名
      Charisse Marie D. Cagomoc, Michiro Isobe, Eric A. Hudson, and Satoshi Hamaguchi
    • 学会等名
      23rd Symposium on Application of Plasma Process (SAPP XXIII)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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