| 研究課題/領域番号 |
04555071
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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 広島大学, 工学部, 教授 (10034406)
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| 研究分担者 |
小谷 秀夫 三菱電機(株), 三菱LSI研究所, グループマネージャー
林 俊雄 日本真空技術(株), Eプロジェクト, プロジェクトリーダ
宮崎 誠一 広島大学, 工学部, 助教授 (70190759)
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| キーワード | プラズマCVD / シリコン酸化膜 / 平坦化技術 / 選択成長法 |
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| 研究概要 |
サブミクロン以下のスケールの微細孔や溝内に、シリコン酸化膜をボイドが残留することなく埋め込み、完全に表面平担化する成膜技術の確立を試みた。これまでに、SiH_4+O_2混合ガスのグロー放電分解からのシリコン酸化膜の形成において、膜成長表面上での熱的反応を抑制し、3電極型のプラズマCVD装置によってイオン誘起表面反応を制御することで、表面流動性の非常に高い膜堆積が実現できることを見い出した。この実験事実を踏まえて、更に表面重合反応の促進を意図して、Si_2H_6 +O_2混合ガスのプラズマからの酸化膜の堆積を行った。その結果、パーティクル生成や膜の均一性の点で問題の多い3電極型リモートプラズマCVD装置を用いなくとも、従来型の2電極型プラズマCVD装置を用いても、高い流動性を有する膜堆積が実現でき、幅約0.2μmの微細パターンへの酸化膜による埋め込み及び完全平担化が可能であることが明らかになった。堆積した酸化膜の構造を赤外吸収分析した結果、Si_2H_6 +O_2プラズマにより生成された酸化膜は、as-grown状態でSiH_4+O_2プラズマから形成した酸化膜より、水素及びシリコンリッチな組成となっていることが明らかになった。そこで、膜中の多量な結合水素を脱離させるとともに残留するSi-Si結合を完全に酸化して、緻密で化学量論的組成のシリコン酸化膜(SiO_2)を形成するために、堆積させた酸化膜に基板温度350℃で酸素プラズマ処理を施すことを試みた。その結果膜中の結合水素は完全に脱離し、熱酸化膜と同程度な構造になることが分かった。また、酸素プラズマ処理によって膜の絶縁特性、特にリーク電流値が大幅に減少することも明らかになった。
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