| 研究領域 | プラズマとナノ界面の相互作用に関する学術基盤の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
22110508
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
浜口 智志 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60301826)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2011
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| 研究課題ステータス |
完了 (2011年度)
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| 配分額 *注記 |
13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2011年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2010年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | プラズマ / 分子動力学シミュレーション / プラズマ表面相互作用 / イオンビーム / 反応性イオンエッチング / ダイヤモンドライクカーボン |
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| 研究概要 |
本研究では、プラズマ照射下という極めて強い非平衡状態における物質表面・界面近傍のナノスケールの自発的構造形成機構の解明と、そのナノ界面の近傍の「揺らぎ」の関係を、原子レベルシミュレーションとイオンビーム実験を用いて明らかにするととを目的とする。本年度は、昨年度に引き続き、半導体エッチングプロセスにおけるイオン照射と表面化学反応の相乗効果について議論した。イオン衝撃により、ナノメートルスケールで、原子の運動の揺らぎがきわめて大きくなり、化学反応がピコ(10^<-12>)秒程度の間、きわめて活性化し、通常の熱平衡系では得られない化学反応が誘起される。本研究では、特に、シリコン窒化膜のハイドロフロロカーボン(CHxFy)プラズマによるエッチングプロセスを例にとり、講論した。シリコシ窒化膜は、シリコンの選択酵化(LOCOS)プロセスのマスク材や、キャパシタの絶縁膜、層間絶縁膜、ゲートのサイドウォールのような保護膜、ひずみシリコンのFETチャネルを形成するためにキャップ層材料、エッチングやCMP(化学機械研磨)プロセスのエンドポイント検出膜(ストッパ膜)等として、様々な半導体デバイスに用いられている。窒化膜エッチングの表面反応過程を分子動力学シミュレーションによって解析し、シリコン窒化膜エッチングプロセスにおける水素の殺割を解明することを目的とした。シミュレーションでは、Si_3N_4の基板の数値モデルを作成し、入射イオン種として、CH_2F^+など、数種類のイオン種を一定の入射エネルギーでモデル基板に照射した際のスパッタリングイールドや表面状態を計測した。これらの結果より、入射イオン中の水素は、窒化膜上に堆積される炭素膜の厚さの調整に大きな影響を与えることが明らかとなった。
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