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酸化シリコン薄膜の室温CVDにおけるシラノール基脱水縮合促進法の開発

开发一种在氧化硅薄膜的室温CVD中促进硅烷醇基团脱水缩合的方法

基本信息

批准号：
12750637
负责人：
井上泰志
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,有機シリコン化合物を原料とした高周波プラズマCVDにおける,低いプロセス温度での反応メカニズムを実験的に明らかにし,さらに,その結果に基づき,室温で高純度酸化シリコン薄膜を合成するプロセスを開発することを目的とした.【気相反応】導入された有機シリコン分子のほとんどがプラズマによって解離し,Si,SiH_x,SiO等の比較的低質量の分子が,Siを含む前駆体となることが明らかとなった.また,別に導入した酸素ガスは,原料の炭化水素成分の酸化に,気相において優先的に消費されることがわかった.【表面反応】気相から吸着したメチルラジカルがSi-CH_3成分の由来であり,これを酸化・除去するためには,基板表面近傍の気相中に,酸素ラジカルが存在する必要があることがわかった.酸素ガスは気相中で有機成分の酸化に優先的に消費されるため,基板近傍に酸素ラジカルが存在するためには,ある一定量以上の酸素ガス混合率に設定する必要がある.また,Si-OHの脱水縮合反応が,室温でも起こり得ることが示され,これがSi-O-Si結合形成の主要機構であると考えられる.ただし低温成膜プロセスにおいては,この反応を促進する,加熱以外の機構が存在することが推定される.これを明らかにすることによって,Si-OHの残留問題を解決し,高純度SiO_2薄膜の室温形成実現に大きく近づくことができる.【プロセス制御】本研究を通じて,質量分析法を用いた,有機成分を含まないSiO_2膜を作製するための最適な酸素ガス混合率を決定する手法,および赤外吸収法を用いた,有機シリコン原料の導入量を簡便に測定する手法が提案された.プラズマCVD法におけるプロセス制御に,それぞれ応用が期待できる.

In this study, organic compounds were synthesized from high frequency CVD at low temperatures, resulting in the development of high purity acidified thin films at room temperature. The introduction of organic compounds into the molecular structure of Si,SiH_x,SiO, etc. is a relatively low-mass molecule, Si containing precursor. In addition, the introduction of different acids, the acidification of carbonized water components of raw materials, and the preferential consumption of organic phase. The origin of Si-CH_3 component in the surface reaction phase is due to its adsorption, acidification and removal, and the existence of acid in the phase near the substrate surface is necessary. Acid in the organic phase is preferred to acid in the vicinity of the substrate, and it is necessary to set the mixing ratio of acid above a certain amount. Si-OH dehydration condensation reaction, room temperature, temperature, The low temperature film formation mechanism is not only promoted by the reaction, but also presumed to exist by the mechanism other than heating. The Si-OH residue problem can be solved, and the formation of high purity SiO_2 thin films at room temperature is very difficult. In this study, the method for determining the optimum mixing ratio of organic components in SiO_2 film by mass spectrometry and the method for determining the amount of organic components introduced into SiO_2 film by infrared absorption were proposed. The CVD method is used to control the process.