1993 年度実績報告書

選択性逆転の可能なプラズマ低温プロセスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号	04805029
研究機関	東北大学
研究代表者	松浦孝東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690)
研究分担者	小野昭一東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00005232) 大見忠弘東北大学, 工学部, 教授 (20016463) 室田淳一東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (70182144)
キーワード	ECRプラズマ / 選択性 / プラズマCVD / エッチング / エピタキシ / 吸着・反応 / ラジカル / イオン照射
研究概要	シリコン集積回路製作のための超微細加工技術の進展と共に、プラズマ低温プロセスの必要性はますます大きくなってきている。本研究者らは、徹底的な高清浄化とイオンエネルギーの精密制御により、材料とプラズマとの本来あるべき理想的反応を追求する研究を行ってきた。本研究では、プラズマを用いた基板非加熱の低温プロセスにおいて、特に、表面吸着・反応の選択性に着目して研究を行い、堆積とエッチングの選択性の逆転現象を発見し、これがイオン照射で誘起される成膜反応とラジカルによる化学エッチング反応の競争的寄与が原因となっている事を明らかとした。また、高選択条件における異方性制御と微細空隙でのプラズマの輸送について検討し、異方性エッチング形状は見かけのイオンエッチング効率が1以下の場合に得られる事、ポリSiの横方向エッチング速度はキャリア濃度の約1乗に、縦方向エッチング速度は約1/2乗に依存して増加する事、オーバーエッチング時の微細空隙におけるラジカルの輸送が分子流領域の流れの方程式で記述できる事等の基礎過程を明らかにした。さらに、反応性原子の吸着を不純物ガスにより阻害されない条件で行い、これを低エネルギーイオン照射と交互に繰り返すことにより自己制限型に原子を一層ずつエッチングする事にも成功したが、これは吸着原子が有る場所と無い場所との反応の選択性を引き出せるという事であり、選択性プロセスの極限として位置付け得る成果である。本研究の成果は、極限微細集積回路製造技術の鍵を与える一つとして重要な役割を果たすものであり、今後引き続いて関連研究を継続する予定である。

研究成果
(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Inversion from selective homoepitaxy of Si to selective Si film deposition on SiO_2 using an ultraclean electron cyclotron resonance plasma" Applied Physics Letters. 61. 2908-2910 (1992)
[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Side etch control of n^+-polysilicon with nitrogen added chlorine plasma" Ext.Abstr.Int.Conf.on Solid State Devices and Materials. 418-419 (1992)
[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Comparison of polysilicon etching between pure and nitrogen added chlorine ECR plasmas" in Highly Selective Dry Etching and Damage Control,ed by G.S.Mathad and Y.Horiike,The Electrochemical Society. PV93-21. 141-148 (1993)
[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Layer-by-layer etching of Si by self-limited adsorption of chlorine with alternated irradiation of low enrgy Ar^+ ions" Ext.Abstr.Int.Conf.on Solid State Devices and Materials. 83-85 (1993)
[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Self-limited layer-by-layer etching of Si by alternated chlorine adsorption and Ar^+ ion irradiation" Applied Physics Letters. 63. 2803-2805 (1993)
[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Highly selective and atomic layer controlled etching by ultraclean ECR plasmas,(invited)" Proc.Int.Conf.on Advanced Microelectronic Devices and Processing. 139-146 (1994)
[文献書誌] 松浦孝他: "シリコンの自己制限型原子層エッチング" 電子情報通信学会技術報告. SDM93-79. 1-8 (1993)
[文献書誌] 松浦孝他: "高清浄ECRプラズマによる完全選択異方性エッチング技術in超高純度ガスの科学第1分冊第1部第3編第9章" リアライズ社, 12(247-258) (1993)

1993 年度 実績報告書

選択性逆転の可能なプラズマ低温プロセスに関する研究

研究代表者

松浦 孝 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690)

研究成果

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Inversion from selective homoepitaxy of Si to selective Si film deposition on SiO_2 using an ultraclean electron cyclotron resonance plasma" Applied Physics Letters. 61. 2908-2910 (1992)

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Side etch control of n^+-polysilicon with nitrogen added chlorine plasma" Ext.Abstr.Int.Conf.on Solid State Devices and Materials. 418-419 (1992)

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Comparison of polysilicon etching between pure and nitrogen added chlorine ECR plasmas" in Highly Selective Dry Etching and Damage Control,ed by G.S.Mathad and Y.Horiike,The Electrochemical Society. PV93-21. 141-148 (1993)

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Layer-by-layer etching of Si by self-limited adsorption of chlorine with alternated irradiation of low enrgy Ar^+ ions" Ext.Abstr.Int.Conf.on Solid State Devices and Materials. 83-85 (1993)

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Self-limited layer-by-layer etching of Si by alternated chlorine adsorption and Ar^+ ion irradiation" Applied Physics Letters. 63. 2803-2805 (1993)

[文献書誌] T.Matsuura,et al.: "Highly selective and atomic layer controlled etching by ultraclean ECR plasmas,(invited)" Proc.Int.Conf.on Advanced Microelectronic Devices and Processing. 139-146 (1994)

[文献書誌] 松浦孝 他: "シリコンの自己制限型原子層エッチング" 電子情報通信学会技術報告. SDM93-79. 1-8 (1993)

[文献書誌] 松浦孝 他: "高清浄ECRプラズマによる完全選択異方性エッチング技術in超高純度ガスの科学 第1分冊第1部第3編第9章" リアライズ社, 12(247-258) (1993)

1993 年度実績報告書

松浦孝東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690)

[文献書誌] 松浦孝他: "シリコンの自己制限型原子層エッチング" 電子情報通信学会技術報告. SDM93-79. 1-8 (1993)

[文献書誌] 松浦孝他: "高清浄ECRプラズマによる完全選択異方性エッチング技術in超高純度ガスの科学第1分冊第1部第3編第9章" リアライズ社, 12(247-258) (1993)