| 研究課題/領域番号 |
59850052
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
広瀬 全孝 広島大, 工学部, 教授 (10034406)
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| 研究分担者 |
林 俊雄 日本真空技術K.K, 技術開発部, 専門室長
小宮 宗治 日本真空技術K.K, 技術開発本部, 部長
横山 新 筑波大学, 物質工学系, 講師 (80144880)
KOMIYA Nobuharu Department of Research Development, ULVAC Corporation, Head Manager
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| 研究期間 (年度) |
1984 – 1986
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| 研究課題ステータス |
完了 (1986年度)
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| 配分額 *注記 |
20,200千円 (直接経費: 20,200千円)
1986年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1985年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
1984年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
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| キーワード | 光励起クリーニング / 真空紫外線 / 光化学反応 / 真空紫外光 |
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| 研究概要 |
本研究は超高真空反応装置内において、強力な紫外光照射により【NF_3】,HC1などのガスを光分解し、Si,GaAs表面の薄い酸化膜や残留不純物を光化学反応により除去することにより、半導体表面を無損傷且つ低い温度で清浄化することを目的としたものである。また、表面の清浄化反応をin-situ X線光電子分光(XPS)によって追跡し、表面反応のメカニズムについてもあわせて明らかにしようとした。
以下に、得られた成果について述べる。光化学反応の紫外線光源として、ArF エキシマレーザ(193nm,6.4eV)及びArの強力グロー放電による共鳴線(11.8eV)を検討した。Siの表面清浄化には、酸化膜除去の容易な弗素系ガスとして【NF_3】を用いた。Si表面を【NF_3】ガスに露出するだけでは、反応は起こらず、in-situ XPSによれば、Si(2p)信号には基板Si(99.3eV)と酸化膜(103.6eV)からの信号が共に現れる。ArF レーザ照射によって、【NF_3】の気相分解が進むと、Si表面層でSiFx(1≦X≦4)が作られるため、103.6eVのSi(2p)信号は高エネルギ側へ化学シフトする。これに対応してF(1s)信号は、SiからF原子への電子移動に伴い低エネルギシフトする。最終反応生成物はSi【F_4】,【N_2】O,【NO_2】などである。また表面の自然酸化膜の除去に伴い103.6eVのSi(2p)信号強度が低下し、最終的にはバルクSiからの信号のみとなり、表面の清浄化が確認ができた。同様にHC1ガス中でArFレーザ照射されたGaAs表面も光化学反応により清浄化されることがin-situ XPSで確認された。またエッチング後のGaAs表面の結晶性に関してはフォトルミネッセンスによる評価を行った。wet洗浄やRIEに比べ光励起クリーニング表面の初期PL強度は格段に強く、損傷の少ない清浄表面が得られていることが判った。
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