2004 Fiscal Year Annual Research Report
光誘起キャリアを用いるシリコン上への湿式法マスクレス金属パターニング
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14350383
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
尾形 幸生 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (30152375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
作花 哲夫 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (10196206)
ハム ディディエ 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (50324702)
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| Keywords | 多孔質シリコン / 光励起 / レーザー / 電析 / 置換めっき / 金属パターニング |
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| Research Abstract |
多孔質p型シリコン基板上へのレーザー照射部位で起こる金属析出を、卑金属である鉄や亜鉛系においても確認した。これまでに扱ったニッケルと銅系を加えた4種類の金属系において、各イオン種を含む溶液とシリコン界面における交流インピーダンス測定を行い、界面におけるエネルギー構造を検討した。フラットバンド電位は溶液中のイオン種の違いによって、大きな変化は生じなかった。また、貴金属である銅系の溶液側のフェルミ準位はシリコン表面の価電子帯エネルギー準位に近く位置し、ホール注入による銅イオンの還元が可能であるが、卑金属系では価電子帯との重なりが期待できない界面エネルギー構造をとり、置換めっきが起こらずに光励起下の位置選択的金属析出に有利な状況にあることを確認した。
さらに、銅置換めっきの進行に伴う多孔質シリコン層の酸化の進行を検討した。過程初期には表面層から均一に酸化が進行する。さらに浸漬時間が経過すると、酸化可能サイトが不足して置換めっきが止まる。しかし、この場合においても多孔質層は完全に酸化されておらず、酸化がシリコン柱の表面部分に留まることを明らかにした。また、銅置換めっき過程において開路電位が規則的かつ継続的に振動する現象を発見した。
n型シリコンにおいても光アシスト銅パターニングの可能'性を検討した。適当な陽分極条件の下でn型シリコン上に光照射を行うことによって多孔質シリコンパターンを形成し、その後、銅置換めっきを行うことにより多孔質部にのみ金属を析出させることで、n型シリコン上に銅パターンを描くことに成功した。加えて、本プロセスの最適化と問題点を明らかにした。
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