研究課題
基盤研究(C)
窒化シリコン膜は透明で、電気絶縁性、耐酸素透過性等に優れ、半導体素子のゲート絶縁膜や層間絶縁膜、有機EL素子の表面保護膜等としての応用が期待されている。また、微量の炭素を含む炭窒化シリコン膜では、上記の特性に加えて、炭素原子において複数種の結合が可能であることから膜ストレスの低減が期待できる。本研究では、窒化シリコンや炭窒化シリコン薄膜作製のために用いられるヘキサメチルジシラザン等の有機シリコン系ガスをタングステン等の加熱触媒体上で分解させ、分解生成物の同定を行い、その分解生成物を三通りの質量分析法(光イオン化-飛行時間型質量分析法、電子衝撃型四重極質量分析法およびイオン付着型四重極質量分析法)によって同定した。これらの測定結果からヘキサメチルジシラザンではSi-N結合の方がSi-C結合よりも強いにもかかわらず、選択的に解離することが分かった。しかし、同時に、これらの有機シリコン化合物は、アンモニア等と混合した場合、アンモニアの分解効率を著しく低下させることが判明した。そこで、この難点を克服するために、リモート触媒化学気相堆積法の開発にも着手した。リモート触媒化学気相堆積法とは、アンモニア/有機シリコン系を例にとれば、上流部でアンモニアガスのみを分解し、発生する水素原子やアミノラジカルと有機シリコン化合物を下流部で反応させ、そこで生成するラジカルを堆積させる手法である。この方法であれば、有機シリコン化合物による触媒毒作用は低減できる。しかし、その実現のためには、高効率なラジカル輸送法の開発が必要である。本研究では、宙属製のチャンバーの内壁を石英ガラスやポリフッ化エチレンでコートすることで、水素.、子の輸送時の損失を一桁抑えることができることを見出した。また、実際にリモート触媒化学気相堆積装置を作製し、堆積部においても10^<12>cm^<-3>の水素原子を発生させられることを確認した。
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Thin Solid Films (In press)
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