| 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 |
22110511
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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 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
篠原 正典 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80346931)
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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 |
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 水素プラズマ / シリコン / 多重内部反射 / 赤外吸収分光法 / アモルファス化 / 欠陥 / イオンエネルルギー / 生成過程 / 赤外分光法 / その場・実時間計測 |
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| 研究概要 |
シリコンは，半導体デバイス形成には重要な半導体材料である。また，シリコン膜の堆積や加工を実現するために使われる水素ラジカル・水素イオンは半導体製造技術にとって、重要なものである。高エネルギーの水素イオンのシリコンへの打ち込みを用いてSi基板を薄片化する技術が実現する一方で、膜堆積中の水素イオンは膜質を劣化させる原因ともなっている。水素イオンはSiテクノロジーにおいて功罪両方ともなりえるのである。水素ラジカル・水素イオンを制御できれば、膜の堆積・加工をより正確に実現できると考えられる。
これまで水素がSi結晶中に侵入しアモルファス化が起こることは知られている。しかしその過程はよく分かっておらず，アモルファス化する過程を防ぐことができれば，プラズマエッチングや膜堆積の際のプラズマダメージの低減に重要な知見を与えることになる。ここで注目したのが，水素プラズマによるSi結晶中の欠陥生成である。水素は結晶中の原子間隙よりも小さく，結晶中に入り込みやすい。結晶中を入り込んだ水素とSi原子が相互作用することにより，欠陥が生じ，アモルファス化に至るのではないかと予想した。
そこで，Si結晶へ水素プラズマを曝露することにより，どのようにSi結晶中がアモルファス化して行くのかを多重内部反射赤外吸収分光法により調べた。その結果，水素プラズマ曝露後すぐに，アモルファス状態では考えられないピークが観察された。これまでの研究結果と比較すると，Si原子欠孔に起因するピークであり，アモルファスが生成される前には，原子空孔ができることがわかった。
また，水素イオンのエネルギーをかえてSi基板に曝露すると，欠陥の生成量は増大するとともに，アモルファス化される量も増大することがわかった。アモルファス化された量は，水素イオンに与えたエネルギーの3/2乗に比例し，チャイルドラングミュア―則に従うことが分った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
23年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
23年度が最終年度であるため、記入しない。
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