シリコン表面のウルトラクリーン洗浄・昇温過程における反応機構光制御の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13555007
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 森田 瑞穂 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50157905)
• 研究分担者: 有馬 健太 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10324807)
• キーワード: シリコン表面反応制御 / ウルトラクリーン洗浄 / 光照射効果

研究概要

半導体生産の性能および信頼性を向上させるために、酸素フリー水あるいは水分フリー酸素とシリコン表面との反応への光照射効果を明らかにし、さらにこれらの条件下での水あるいは酸素の機能を新たに見いだして、科学的半導体生産システムとして具現化する基礎を築く目的に対して、可視光照射下でのシリコンウェハの超純水洗浄条件を変化させて洗浄したウェハ表面上にMOSダイオードを作製し、電気的特性を測定することにより、極薄シリコン酸化膜の絶縁特性に対する超純水洗浄効果を明らかにしている。超音波を照射しながら超純水洗浄を行ったシリコンウェハ上に、酸素ガス中900℃での熱酸化により極めて薄いシリコン酸化膜を形成して作製したMOSダイオードの電流-電圧特性において、極薄シリコン酸化膜のトンネル電流、絶縁破壊電圧が超純水リンス時間に依存することを明らかにし、10分間の超純水リンスを行ったシリコンウェハ上に形成した極薄シリコン酸化膜が最もトンネル電流が小さく、絶縁破壊電圧が高いことを見いだしている。また、超純水洗浄条件を変化させて洗浄したシリコン表面をフーリエ変換赤外分光法-全反射吸収測定法により測定し、マイクロラフネスが小さいシリコン表面が得られる洗浄条件と優れた絶縁特性を有する極薄シリコン酸化膜を形成するための洗浄条件が一致することを確認している。超純水によるシリコン表面のエッチングにより、シリコン表面のマイクロラフネスは超純水リンスにより減少し、平坦化が進み、リンス時間が長くなると逆にマイクロラフネスが増加すると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Chiyo Inoue, Naoya Mizuno, Satoshi Ogura, Yuichiro Hanayama, Shinji Hattori, Katsuyoshi Endo, Kiyoshi Yasutake, Mizuho Morita, Yuzo Mori: "Time Variations of Organic Compound Concentrations in a Newly Constructed Cleanroom"Journal of the Institute of Environmental Sciences and Technology. 44・2. 23-29 (2001)
• [文献書誌] N.Hirashita, T.Jimbo, T.Matsunaga, M.Matsuura, M.Morita, I.Nishiyama, M.Nishizuka, H.Okumura, A.Shimazaki, N.Yabumoto: "Study on temperature calibration of a silicon substrate in a temperature programmed desorption analysis"Journal of Vacuum Science & Technology A. 19・4. 1255-1260 (2001)
• [文献書誌] Satoru MORITA, Tatsuya OKAZAKI, Kazuo NISHIMURA, Shinichi URABE, Mizuho MORITA: "Tunneling Current through Ultra-Thin Silicon Dioxide Films Formed by Controlling Preoxide in Heating-up"Extended Abstracts of International Workshop on Gate Insulator. 110-113 (2001)
• [文献書誌] Satoru MORITA, Kazuo NISHIMURA, Shinichi URABE, Mizuho MORITA: "Formation of Ultra-thin Silicon Dioxide Films under Multi-Temperature Condition"Extended Abstracts of the 7th Workshop on FORMATION, CHARACTERIZATION AND RELIABILITY OF ULTRATHIN SILICON OXIDES. 165-168 (2002)
• [文献書誌] Atsushi OKUYAMA, Kazuo NISHIMURA, Satoru MORITA, Kenta ARIMA, Mizuho MORITA: "Effects of Wafer Cleaning with Ultrapure Water on Tunneling Current through Ultra-Thin Silicon Dioxide Films"Extended Abstracts of the 7th Workshop on FORMATION, CHARACTERIZATION AND RELIABILITY OF ULTRATHIN SILICON OXIDES. 241-244 (2002)