熱CVD装置のシミュレ-ション

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01303009
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 加藤 邦夫 群馬大学, 工学部, 教授 (00008442)
• 研究分担者: 中山 司 中央大学, 理工学部, 助教授 (20144446) ; 宝沢 光紀 東北大学, 非水溶液化学研究所, 教授 (70005338) ; 橋本 健治 京都大学, 工学部, 教授 (20025919) ; 小宮山 宏 東京大学, 工学部, 教授 (80011188) ; 今石 宣之 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (60034394)
• キーワード: 熱CVD / 薄膜成長 / 超微粒子 / 多結晶シリコン / エピタキシャル合成 / モノシラン / ウエハ- / 自然対流

研究概要

本研究課題の研究を行うにあたって、研究組織を熱CVD反応の反応速度に関する研究と熱CVD装置に関する装置特性の研究に分けて研究をおしすすめた。以下その概要を示す。
反応速度の研究として、小宮山らは超微粒子沈着CVDによるAIN膜の高速成膜を調べ、成膜速度が従来のCVDによるAIN膜の成膜速度に比べて2桁速いことを報告している。また、小宮山らはCVDモデル化のためのMMC法の提案を行っている。すなわち、CVD法のプロセス内で進行する複雑な現象をサブシステムに分解し、これらのサブシステムのネットワ-キングによって全体を再構成するという手法を提案し、SH_4の酸化によるSiO_2の薄膜合成に適用して実証している。橋本らは、熱CVD法によるモノシランから多結晶シリコン生成の速度解析を行っている。棒状基板型二重管反応器を用いてモノシランからの基板表面への多結晶シリコンの析出速度を求め、それを移動現象論的に解析している。
CVD装置の特性に関する研究として、加藤らはディスク型CVD装置におけるウエハ-表面での局所および平均物質移動係数を調べている。すなわち、本装置での局所および平均物質移動係数におよぼす諸因子と物質移動係数との関係を定量化している。特にガスの吹きこみ方法によって局所物質移動係数がどのように変わるかを調べている。
今石らは、多葉型CVD装置を用いてポリシリコン膜を析出する場合の析出速度に関するシミュレ-ションを小宮、霜恒らの反応速度に対する知見の下に行っている。また、水平型CVD装置のシミュレ-ションを装置内の流体に対する移動現象論的解析より行い、Re/Grの値が140〜150以下であれば循環流が抑えられることを報告している。宝沢らは高周波加熱CVD装置内の温度場のシミュレ-ションを行い、高周波コイルとサセブタ-の位置によって炉内温度分布がどのように影響されるかを調べている。

研究成果

• [文献書誌] 加藤邦夫,黛雅典,飯島健,大久保裕司,宝田恭之: "ディスク型CVD装置内での平均物質移動係数" 化学工学論文集. 15. 832-836 (1989)
• [文献書誌] 加藤邦夫,黛雅典,飯島健,宝田恭之: "ディスク型CVD装置における局所物質移動係数に及ぼす二重管式ノズルの効果" 化学工学論文集. 15. 837-842 (1989)
• [文献書誌] 稲垣隆之,小宮山宏: "超微粒子沈着CVDによるAIN膜の高速成膜" 化学工学論文集. 15. 849-856 (1989)
• [文献書誌] Kazunori Watanabe,Hiroshi Komiyama: "Micro/macrocavity method Applied to seudy of th Step Coverage Formation of SiO_2 by LPCVD" J.Electrochem.Soc,in press. 137. (1990)
• [文献書誌] K.Hashimoto,K.Miura,T,Masuda,M.Toma,H.Sawai,M.Kawase: "Grewth Kinetics of Polycrystalline Silicon from silane by Thermal Chemical Vapor Deposition Method" J.Electrochem.Soc.137. 1000-1007 (1990)