IV族半導体極微細プロセスに向けた固相反応のダイナミクス制御とCエンジニアリング

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15206004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 財満 鎭明 名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (70158947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 博基 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50345930) ; 中塚 理 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助手 (20334998) ; 酒井 朗 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20314031)
• Keywords: シリコン / カーボン / ニッケル / シリコンゲルマニウム / 界面物件 / 表面物件 / コンタクト / 走査トンネル顕微鏡

Research Abstract

将来のSi系ULSI作製における極微細構造形成プロセスの更なる発展のために、Cを中心とした新しい材料元素の添加による薄膜成長及び異種材料界面反応制御技術の確立を目指している。
1.Si(100)基板上におけるエピタキシャルNiSi_2層の初期成長にCの与える効果についてSTMを用いて詳細に調べた。0.04〜1.2分子層(ML)のCを添加したSi表面に0.5〜4.8MLのNiを蒸着し熱処理により固相反応させた。Cの蒸着量の増加に伴ってNiSi_2層の平坦性及び表面被覆率が向上した。また。断面TEMによる観察の結果、Cの添加によってNiSi_2/Si界面における{111}ファセットの縮小が確認できた。C添加によって、通常のNiSi_2/Si界面においては安定な{111}ファセットの形成が抑制される結果、個々のNiSi_2ドメインの等方的な成長が促進され、NiSi_2層の被覆率及び表面平坦性が向上すると考えられる。
2.Si(100)基板へイオン注入によって導入されたCがエピタキシャルNiSi_2初期成長に与える影響を調べた。3×10^<14>cm^<-2>のC注入でもNiSi_2層の被覆率及び平坦性向上を促進できる。また、3×10^<15>cm^<-2>までのC注入濃度の増加に伴い、NiSi_2初期成長層の表面被覆率を向上できることが分かった。
3.高C濃度Si_<1-x-y>Ge_xC_y層形成技術への応用を目指して、Si(100)基板上におけるSiGe初期成長層へのC添加の与える影響について、STMを用いて詳細に観察した。600℃で1MLのSi_<1-x-0.048>Ge_xC_<0.048>を蒸着すると、表面にはSi-Ge及びSi-Cの領域の相分離が生じる。しかし、1MLのSi_<1-x-0.048>Ge_x蒸着後にCを0.048ML蒸着した場合、CはSiGe膜中に均等に取り込まれ、膜内の圧縮歪みを均一に補償できることが分かった。

Research Products

• [Publications] E.Okada, O.Nakatsuka, S.Oida, A.Sakai, S.Zaima, Y.Yasuda: "Influence of C incorporation on the initial growth of epitaxial NiSi_2 on Si(100)"Applied Surface Science. (印刷中).