| 研究課題/領域番号 |
09555004
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
梅野 正隆 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029071)
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| 研究分担者 |
志村 考功 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90252600)
田川 雅人 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10216806)
大前 伸夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60029345)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 原子状酸素 / シリコン / 宇宙環境 / 酸化膜 / デバイスプロセス技術 / ビーム酸化 / 低温酸化 / 表面反応 |
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| 研究概要 |
5eVの並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化膜形成のねらいは、酸化反応に必要なエネルギーを原子状酸素の運動エネルギーとして供給する事であり、このことにより、シリコン基板温度を低く保ちつつ酸化反応に直接関与する原子状酸素にのみ必要なエネルギーを付与できる点にあった。実際に実験を行ってみると、室温での酸化膜成長とシリコン基板を100度に加熱した場合とで酸化膜の成長はほとんど変化がないことが明らかになった。このことは実験前の予想通り、酸素原子の運動エネルギーの一部が酸化反応の活性化エネルギーとして消費されていることを示していると思われる。また、このことは室温酸化の場合、膜厚1.5nm以上では酸化膜成長速度が低下することからも裏付けられた。シリコン基板を弱加熱してビーム酸化をおこなった場合の酸化膜成長は、基本的には放物線則に従っていることが確認され、拡散律速であることが確かめられた。さらに、飽和酸化膜厚は原子状酸素ビームのフラックスに強く依存しており、10^<13>atoms/cm^2sでは1nm程度の飽和酸化膜厚であるのに対して、10^<16>atoms/cm^2sでは約5nmの酸化膜が成長することも明らかになった。これらの実験結果から、高い並進エネルギーを有する原子状酸素ビームによるシリコン酸化では、並進エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることにより、基板全体を低温に保ったままで表面の改質(酸化)が可能であることが示され、ウエハー全面をバッチ処理できるブロードアトムビームの有用性が明らかになった。
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