プラズマCVD法による微細トレンチ内壁へのTiN膜低温形成基礎研究

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申請者らは、現在までに50Hz低周波プラズマCVD法により非加熱堆積基板上に良質なシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、ハードカーボン膜を得ている。また、TEOS+O_2を材料として200℃以上での加熱Si基板上にシリコン酸化膜を堆積することにも成功している。本年度の研究によってTiN硬質薄膜の3次元基板上への均一、かつ高膜質堆積の成功も得ている。堆積基板温度550℃と言う低温状態において、堆積率1.2μm/hを、またビッカース硬度も2300Hvを得た。膜組成評価からは、材料ガス中に含まれる塩素の量が2%以下と少ないことを明らかにした。これらの良好な結果は、低周波50Hzプラズマを使い、正負どの極性においても、絶えず試料基板が負電圧が掛かるように、外部電源により負バイアスを印加することで、実現できたものと考えられる。このバイアス回路は、申請者が独自に開発したもので、イオンのエネルギーを最大限利用し、堆積効率を上げ緻密な膜構造にするための考慮がなされている。このバイアス回路については、現在特許を申請中である。この方法でサブミクロントレンチを施したSi基板上にTiN膜を堆積し、ステップカバレージ性の評価を行った。結果は、段被服がSEM写真から均一に行われていることを確認することが出来た。更に、形成されたTiN/Si構造の界面評価も行ない、緻密な構造であることがわかった。これらをThe 13th Symposium on Plasma Processing(1996.1)応用物理学会講演会等に発表し公表した。これらの結果から、低周波プラズマCVD法によるTiN膜の微細構造トレンチ内壁への均一膜の被覆は、低温状態で可能であることが明らかとなった。TiN薄膜の極微構造への低温被覆プロセスの一方法が見いだされたと考えられた。