| 研究課題/領域番号 |
09875003
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
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| 研究分担者 |
櫻庭 政夫 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (30271993)
松浦 孝 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690)
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| キーワード | IV族半導体 / タングステン / 原子層成長 / ド-ピング / SiH_4 / WF_6 / 水素終端 |
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| 研究概要 |
本研究では、高清浄減圧CVD法をはじめとする高性能プロセス技術を駆使してSiやGe等のIV族半導体中に金属W元素を極薄層形成することを目的とし、Si表面及び比較のためのW表面上の水素終端状態を制御し、その上にWF_6とSiH_4を交互導入することにより、Si上へのW極薄層の低温選択成長の反応機構についてRHEED、XPS、FTIR/RAS等の評価法を用いて実験的に明らかにした。
まず、SiやGe表面の水素終端状態が、フッ酸処理時のフッ酸濃度、水洗時間等の処理条件、並びに高清浄雰囲気中熱処理時の温度、ガス種、冷却時間等のプロセス条件によりどう変化するか、その関係を明らかにした。これをもとに水素終端状態を制御したSi表面へのWF_6の吸着を調べ、Si表面水素、特にダイハイドライドがWF_6の吸着を抑制していることを明らかにした。また、WF_6-SiH_4反応ガス系での吸着・反応過程に関してガス交互導入法により調べ、まずWF_6により表面にWF_xが吸着し、つぎにSiH_4がその吸着WF_xに吸着すると考えられること、その際FはとSiH_yF_Z側に移動している可能性があること、さらにWFはSiH_yF_Zを脱離させる形で反応し、次のSiH_4の吸着点となると考えられることを順次明らかにしてきた。これらにより、Si表面に10^<15>cm^<-2>オーダのW原子を吸着させることができるようになり、半導体上に配置した原子オーダの金属元素の研究の路が拓かれた。
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