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ゲート周辺ダメージ層除去プラズマレス低速平滑エッチング技術開発とメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 26706022
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関名古屋大学

研究代表者

田嶋 聡美  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50537941)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
キーワードケミカルドライエッチング / 低速エッチング / 半導体加工 / 表面反応 / 密度汎関数法 / 副生成物制御 / 吸着分子 / 温度管理 / プラズマダメージ除去 / ゲート周辺 / nmスケール
研究実績の概要

本研究の目的は次世代LSIデバイスの性能を左右する5-20 nmのゲート周辺プラズマエッチング後のダメージ層除去を行うための新規低速平滑ケミカルエッチング技術を開発し,表面反応の機序を解明することである.平成27年度の実績は論文発表1件,学会等発表17件(うち招待講演10件),社会貢献3件, 図書3件である。
平成26年度は6 nm/minの低速Siエッチングができることが分かったが, 再現性を得ることが課題であった.FTIRによるチャンバー内の副生成物と昇温脱離ガス分析法(TDS)を用いたSi表面の吸着分子の解析結果をまとめたところ,エッチングを阻害するN2O4のみならずN2O2も気相中に存在することが分かった.さらに試料固定の際の真空グリースや洗浄の際に利用したHCl等の不純物も残留していることが分かった.H27年はエッチングの再現性と面内均一性を高めるため赤外分光法(FTIR)チャンバー内の副生成物計測を元にチャンバー温度管理の厳密化と排気ライン改善を行った.また装置新建屋の移設後の再起動と老朽化していたFTIRの修繕を行った.実験設備移設工事期間中(H26.2月-H27.11月)は当該エッチング手法を次世代パワーデバイスのSiC,ナノカーボンセンサー表面処理, 異種材料接着等への応用に向けて一般企業の設備を借用し若手研究者と共に表面モデリングの課題抽出を行った.本研究のこれまでの成果をひらめきときめき☆サイエンス他合計3回の講義録にまとめて社会貢献を行った.
平成26-27年度研究期間の実績は論文発表2件(うち国際共著1件),学会等発表33件(うち招待講演15件), 社会貢献7件, 特許出願2件, 図書3件である.期間中4か国の研究者と連携し研究活動を行った.研究推進をご支援下さった関係各位に厚く御礼申し上げる.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 6件、 招待講演 14件) 図書 (3件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Jozef Stefan Institute(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Tomas Beta University in Zlin(チェコ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bari(イタリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Sungkyunkwan University/Kwangwoon University(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] High sensitivity of carbon nanowalls based sensor for detection of organic vapours2015

    • 著者名/発表者名
      P. Slobodian, U. Cvelbar, P. Riha, R. Olejnik, J. Martyas, G. Filpic, H. Watanabe, H. J. Cho, S. Tajima, H. Kondo, M. Sekine and M. Hori
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 号: 110 ページ: 90515-90520

    • DOI

      10.1039/c5ra12000d

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of the difference in the ratecoefficients of NOx(X = 1 or 2) + F2 -> F + FNOx by thestereochemical arrangement using the density functional theory2015

    • 著者名/発表者名
      Satomi Tajima, Toshio Hayashi, and Masaru Hori
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 119 号: 8 ページ: 1381-1387

    • DOI

      10.1021/jp510886b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Effects of fluorine termination on nanostructures and electrical properties of carbon nanowalls2016

    • 著者名/発表者名
      H. Cho, S. Tajima, K. Takeda, H. Kondo, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Hiramatsu, M. Hori
    • 学会等名
      8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 9th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science, Nagoya University
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-03-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 密度汎関数法による低速ケミカルドライエッチング反応時の表面反応モデリング2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美, 林俊雄, 佐々木実, 山川晃司, 石川健治, 関根誠, 堀勝
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマを利用した金属とプラスチックの結合2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      一般社団法人 日本塑性加工学会  プラスチックプロセス分科会 第87回研究会
    • 発表場所
      山形大学東京サテライト, 東京都港区
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 東海地区の自動車・航空宇宙・ヘルスケア産業界が寄せるプラズマ加工と表面モデリングのニーズ2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      一般社団法人 応用物理学会  九州支部特別講演
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス, 福岡県福岡市
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマプロセス後の表面の様子を調べよう2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      第九回 先端プラズマ技術研究会(社会貢献・中小企業向け)
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Fluorine Termination of Carbon Nanowall Edges onTheir Electrical Properties by Ar/NO/F2 Mixture Gas Treatments2015

    • 著者名/発表者名
      H. J. Cho, S. Tajima, K. Takeda, H. Kondo, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Hiramatsu, M. Hori
    • 学会等名
      9th International Conference on Reactive Plasmas/68rd Gaseous Electronics Conference/33th Symposium on Plasma Processing, (ICRP-9/GEC-68/SPP-33)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, HI, USA
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling molecules responsible for the sidewall protection during the chemical dry etching of silicon related materials using F2 + NOx -> F + FNOx2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, T. Hayashi, K. Yamakawa, M. Sasaki, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori
    • 学会等名
      Hawaii Convention Center, Honolulu, HI, USA
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, HI, USA
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical dry etching for solar cell patterning2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima
    • 学会等名
      Workshop on Nanomaterials for Energy Applications
    • 発表場所
      AIST Tsukuba Central 2, 茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modification of chemical bonding structures and electrical properties of carbon nanowalls by Ar/F2 post-treatments2015

    • 著者名/発表者名
      H. J. Cho, S. Tajima, Keigo Takeda, Hiroki Kondo, Kenji Ishikawa, Makoto Sekine, Mineo Hiramatsu and Masaru Hori
    • 学会等名
      The 10th Anniversary Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2015)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju, Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ar/NO/F2ガスを用いたカーボンナノウォールの化学終端処理が表面微細構造および電気的特性に及ぼす効果2015

    • 著者名/発表者名
      趙 亨峻, 田嶋聡美, 竹田圭吾, 近藤博基, 石川健治, 関根誠, 平松美根男, 堀勝
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Change in optical properties by texturing Si compounds by F2 and NOx gases2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, T. Hayashi, M. Sasaki, K. Yamakawa, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Hori
    • 学会等名
      Japan Society of Applied Physics (JSAP)-Optical Society of America (OSA) Joint Symposia 2015
    • 発表場所
      名古屋国際会議場, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 密度汎関数法によるケミカルドライエッチングの気相,表面反応モデ ルの構築と課題と東海地区の自動車・航空宇宙・ヘルスケア産業会が寄せるプラズマ加工のニーズ2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      半導体プロセス表面反応講習会
    • 発表場所
      株式会社日立ハイテクノロジーズ, 山口県下松市
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 田嶋聡美2015

    • 著者名/発表者名
      周期表の中のC,N,O,Fと身近な材料がどのようにくっつくか調べよう
    • 学会等名
      ひらめき☆ときめきサイエンス(社会貢献・高校生向け)
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電気自動車・スマホの心臓部のものづくりを分子レベルで考えよう2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      平成27年度あいち理数教育推進事業「知の探究講座」(社会貢献・高校生向け)
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-07-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマを用いた樹脂表面改質と薄膜との密着性改善2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      株式会社昭和真空相模原工場 若手技術者勉強会
    • 発表場所
      株式会社昭和真空相模原工場, 神奈川県相模原市
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] F2+NOx→F+FNOxを用いたSi系材料ケミカルドライエッチングにおける大気中水分のエッチングレートへの寄与2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      日本真空学会スパッタリング及びプラズマプロセス技術部会(SP部会)第143回定例研究会
    • 発表場所
      信州大学, 長野県長野市
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマを用いた異種材料の表面改質と接着前処理のノウハウ2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 学会等名
      株式会社神戸製鋼所 金属樹脂接合勉強会
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-04-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical dry etching of Si using F2 and NO2 gases at elevated temperature2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, H. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials/8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2015/IC-PLANTS2015)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A vibrational infrared thermal detector released by plasmaless Si etching process2015

    • 著者名/発表者名
      J. -H. Jeong, S. Kumagai, S. Tajima, T. Hayashi, K. Yamakawa, M. Sasaki
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials/8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science (ISPlasma2015/IC-PLANTS2015)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Surface reaction during the slow Si etching using F2 and NO22015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, H. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori
    • 学会等名
      The 62nd Japan Society of Applied Physics (JSAP) Spring Meeting
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Difference in chemical dry etching of Si related materials using NO and NO22015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, H. Hayashi, M. Hori
    • 学会等名
      The 20th Workshop on Advanced Plasma Processes and Diagnostics & The 7th Workshop for NU-SKKU Joint Institute for Plasma-Nano Materials
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The challenges and issues of plasma-assisted adhesion improvement2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima
    • 学会等名
      68th Expert Committee on Ultra Precision Workshop
    • 発表場所
      メルパルク大阪
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anisotropic chemical dry silicon wafer etching using F2 + NO -> F + FNO reaction2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, T. Hayashi, K. Yamakawa, M. Sasaki, K. Ishikawa, M. Sekine, and M. Hori
    • 学会等名
      36th International Symposium on Dry Process
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, 横浜市
    • 年月日
      2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Intoroduction of the plasma material surface treatment2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima
    • 学会等名
      Sumitomo Seika Chemicals, Co., Ltd., Beppu Factory workshop
    • 発表場所
      住友精化株式会社、別府工場
    • 年月日
      2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of F loss during the chemical dry etching of Si using NO and F2 gases (II)2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, T. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Sasaki, K. Yamakawa, and M. Hori
    • 学会等名
      The 75th Japan Society of Applied Physics (JSAP) Autumn Meeting
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] How to design a chamber for material processing?2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima
    • 学会等名
      Female junior and high school students science and technology major promotion seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The reaction between the etched product and the Si (100) surface during the chemical dry etching in F2 and NO gases2014

    • 著者名/発表者名
      S. Tajima, T. Hayashi, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Sasaki, K. Yamakawa, and M. Hori
    • 学会等名
      Gorden Research Conference Plasma Processing Science
    • 発表場所
      Bryant Univ., Smithfield, RI, USA
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] エレクトロニクス実装学会誌 19 (2) ISSN1343-96772016

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      一般社団法人 エレクトロニクス実装学会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 超精密加工専門委員会 会誌『超精密 Vol.21』2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      公益社団法人 精密工学会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 日本真空学会SP部会 薄膜・機能材料を用いたアクアイノベーション ~成膜,微細加工技術から分析・応用まで~2015

    • 著者名/発表者名
      田嶋聡美
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      一般社団法人 日本真空学会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 研究業績一覧

    • URL

      http://researchmap.jp/readread/%E6%A5%AD%E7%B8%BE/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] ひらめきときめきサイエンス 概要紹介

    • URL

      http://www.jsps.go.jp/hirameki/ht27000/ht27165gaiyou.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 田嶋聡美 Research Activities

    • URL

      https://researchmap.jp/readread/Research-activities/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] Low-speed etching technique and etching equipment using F2 and NO2 gases2015

    • 発明者名
      S. Tajima, T. Hayashi, M. Hori
    • 権利者名
      S. Tajima, T. Hayashi, M. Hori
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-030105
    • 出願年月日
      2015-02-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-01  

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