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1999 年度 研究成果報告書概要

UHF帯プラズマを用いた次世代大口径機能性薄膜プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09355002
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 表面界面物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

後藤 俊夫  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50023255)

研究分担者 伊藤 昌文  和歌山大学, システム工学部, 助教授 (10232472)
堀 勝  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80242824)
河野 明廣  名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (40093025)
塚田 勉  アネルバ株式会社, 研究所, 研究員
寒川 誠二  日本電気株式会社, 研究所, 研究員
研究期間 (年度) 1997 – 1999
キーワードプラズマ / CVD / 薄膜 / UHF / ラジカル / 多結晶シリコン / プロセス / 大口径
研究概要

UHFプラズマの大口径機能性薄膜プロセスを開発するために,平成9年度から平成11年度に渡って,次世代の液晶ディスプレイデバイスのための大口径ガラス基板上への多結晶シリコン薄膜の低温堆積技術,ULSI用低誘電率薄膜形成技術について研究・開発を行い,下記の成果が得られた.
1.室温あるいは300℃の低温絶縁性基板上で,多結晶シリコン薄膜の結晶化率95%を達成した.
また,薄膜初期成長過程の制御によりに基板界面に存在する非晶質シリコン中間層を6nm以下と極めて薄くすることにも成功した.これらの結果は,UHF帯プラズマ技術が多結晶薄膜トランジスタを実用化する上で極めて有望であることを示唆している.
2.薄膜形成機構を解明するために,赤外半導体レーザー吸収分光法によるラジカル計測を進めるとともに電子付着型質量分析法による高密度プラズマ中の高次ラジカル計測を実行し,低誘電率薄膜形成に重要なフルオロカーボン系プラズマ中の高次ラジカルの挙動をはじめて系統的に解明した.
UHF帯シランプラズマ中のラジカルとして極めて重要な役割を果たしている水素原子の密度計測法としてマイクロホロー型真空紫外吸収分光法を確立し,プラズマ中の水素原子密度をはじめて明らかにした.
3.上記計測手法をUHF帯シランプラズマに応用し,Si原子と水素原子の計測結果から高品質多結晶シリコン薄膜の形成は,薄膜堆積時に入射するイオンエネルギーと堆積性ラジカルと水素原子とのバランスで決定されていることを解明した.
本研究によって得られたUHF帯プラズマによる高品質多結晶シリコン薄膜の低温形成プロセスの開発成果,種々のラジカルの計測法の確立と薄膜形成機構に関する学術的知見は,プラズマによる機能性薄膜の大口径形成のための新しい指針を呈示するものであり,次世代機能性薄膜プロセスを開発する上で極めて有用である.

  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] B. Mebarki: "Polycrystalline Silicon Film Formation at Low Temperature Using Ultra-high-frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition"Materials Letters. 41. 16-19 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 堀勝: "高密度プラズマとエッチング・薄膜形成への応用"応用物理. 68・11. 1252-1257 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S. Takashima: "Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy Employing Microdischarge Hollow Cathade Lamp for Absolute Density Measurement of Hydrogen Atom in Reactive Plasmas"Appl. Phys. Lett.. 75・25. 3929-3931 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K. Teii: "Study on Polymeric Neutral Species in High-density Fluorocarbon Plasmas"J. Vac. Sci. Technol.. 18・1. 1-9 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] S. Samiya: "Plasma Diagnestics and Low-temperature Deposition of Microcrystalline Silicon Films in Ultrahigh-frequency Silane Plasma"J. Appl. Phys.. (in print). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K. Teii: "Investigation of Precursar Species for Fluorocarbon Film Growth by Mass Spectrometry"J. Appl. Phys. (in print). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] B. Mebarki, S. Sumiya, R. Yoshida, M. Ito, M. Hori, T. Goto, S. Samukawa and T. Tsukada: "Polycrystalline Silicon Film Formation at Low Temperature Using Ultra-high-frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition"Materials Letters. Vol. 41. 16-19 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] M. Hori and T. Goto: "High-Density Plasma and Its Application to Etching and Thin-Film Formation"Oyobuturi. Vol. 68. 1252-1257 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S. Takashima, M. Hori, T. Goto, A. Kono, M. Ito and K. Yoneda: "Vacuum Ultraviolet Absorption Spectroscopy Employing Microdischarge Hollow Cathode Lamp for Absolute Density Measurements of Hydrogen Atoms in Reactive Plasmas"Appl. Phys. Lett.. Vol. 75. 3929-3931 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K. Teii, M. Hori, M. Ito, T. Goto and N. Ishii: "Study on Polymeric Neutral Species in High-density Fluorocarbon Plasmas"J. Vac. Sci, Technol.. Vol. 18. 1-9 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] S. Sumiya, Y. Mizutani, R. Yoshida, M. Hori, T. Goto, M. Ito, T. Tsukada and S. Samukawa: "Plasma Diagnostics and Low-temperature Deposition of Microcrystalline Silicon Films in Ultrahigh-frequency Silane Plasma"J. Appl. Phys.. in print. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K. Teii, M. Hori, T. Goto and N. Ishii: "Investigation of Precursor Species for Fluorocarbon Film Growth by Mass Spectrometry"J. Appl. Phys.. in print. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2001-10-23  

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