| 研究課題/領域番号 |
63850058
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大見 忠弘 東北大学, 工学部, 教授 (20016463)
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| 研究分担者 |
森田 瑞穂 東北大学, 工学部, 助手 (50157905)
柴田 直 東北大学, 工学部, 助教授 (00187402)
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| キーワード | 低エネルギイオン照射 / RFバイアス / スパッタリング / 二周波励起 / 薄膜形成 / 静電チャック |
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| 研究概要 |
成長中の薄膜表面を低運動エネルギのイオン照射により活性化し、低温で高品質な薄膜形成を可能にするプロセス技術の研究を行った。特に絶縁物薄膜、あるいは絶縁物基板上、金属薄膜等についても照射イオンのエネルギを正確に設定できるよう、ターゲット、ウェハホルダそれぞれに100MHz、200MHzの高周波を印加してバイアスを制御する、二周波励起方式を新たに採用した。また各種ターゲットを真空を破らずに交換可能とするため、静電チャック方式のターゲットホルダを開発し、採用した。現在二周波励起により形成したプラズマの詳細な性質について調べている。また、プラズマ雰囲気におけるターゲットの静電吸着保持の信頼性についても研究中である。
高品質成膜の最も基本となるのが次の三原則である。即ち(1)完全に清浄なプロセス雰囲気、(2)完全に清浄なウェハ表面、(3)完全に制御されたプロセスパラメタである。本研究では、シリコンのエピタキシャル成長、Al薄膜の成長等でこれらの条件の詳細を実験的に確めた。他のすべてのパラメタを同一に設定しても、成膜直前のバックグランド真空が8×10^<-9>Torrだと単結晶シリコンが成長し、8×10^<-8>Torrではアモルフォスとなってしまう。さらにウェハ表面に吸着した気体分子を、成膜直前に低エネルギイオン照射で完全に除去するか否かで、全く無欠陥の結晶が成長するか、非常に欠陥密度の高い結晶が成長するかが決まる。また成膜中のイオン照射のエネルギを数eV程度変化させるだけで、薄膜の性質が大きく変化することが分ったのである。さらにイオンエネルギは最適値に固定し、イオン照射量のみ増加させることにより、エピ成長温度を従来の350℃から250℃まで下げることにも成功した。Al薄膜に関しても、イオン照射条件の最適化によりヒロックフリーの温度を500℃まで上げることができるなどプロセス高性能化の方向を明かにした。
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