低温半導体表面吸着分子のレーザ誘起反応の機構と原子層プロセス

低温半导体表面吸附分子激光诱导反应机理及原子层过程

• 批准号: 04223203
• 负责人: 広瀬 全孝
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04223203/
• 关键词: エッチング; エクシマレーザ; 弗化層; レーザ誘起脱離

NF_3/Si(100)系のレーザ誘起エッチングにおいて、基板温度の低温化による異方性エッチングの実現とそのエッチング反応メカニズムの解明を試みた、希弗酸処理によって表面水素終端したSi(100)基板をUHV反応室内にセットした後、基板温度をパラメータとして、NF_3ガス雰囲気中(分礎:10〜ずす横Torr)でArFエキシマレーザ(波長193nm)光をレーザ出力20mJ/cm^2・shotの条件で照射した。基板温度を室温から低下させると、エッチング速度は-70℃以下でのエッチング速度の急速な低下には、反応生成物の脱離速度の低下だけでなく弗素とSiの反応速度の低下が寄与していると考えられる。また、室温での等方性エッチングは、温度低下につれて髪方性エッチングへ移行した。これは、基板温度の低下によって気相中のフッ素ラジカルによる自然反応が抑制されたために、レーザ照射部で選択的に誘起される表面フッ化反応及び生成物の脱離でエッチング過程が律速される様になることを示している。基板温度-30℃及び-90℃で形成した弗化層に真空中で、レーザ照射すると、フッ化層中のSiF結合は安定に残留するが、SiF2結合はほぼ消失することが明らかになった。さらに弗化創形成後のレーザ照射による表面からの脱離分子種を質量分析すると、SiF_x(X=1〜3)が観測され、これらの相対強度比をSiF_4のクラッキングパターンと比較した結果、SiF_2の脱離量が1桁多いことが分かった。これらのことより、SiF_2のレーザ誘起脱離の可能性が示唆された。さらに、Si表面のレーザ誘起フッ化やその後のレーザ誘起脱離には、初期の水素終端Si表面状態に大きく影響されることが判明し、エッチング反応の定量評価には表面状態の制御が必要であることが分かった。

NF_3/Si(100) system, the temperature of substrate, the temperature of substrate, the wavelength of 193nm. The temperature of substrate decreases from room temperature to-70℃, and the speed of reaction decreases rapidly. The speed of reaction decreases from room temperature to-70℃. The speed of reaction decreases from room temperature to-70 ℃. When the temperature is low, the isotropy will shift. The natural reaction of the substrate in the reaction phase is inhibited by the temperature drop of the substrate, and the reaction of the substrate in the reaction phase is induced by the irradiation of the substrate. Substrate temperature-30℃ and-90℃ to form the amorphous layer in vacuum, irradiation, SiF bonding in the amorphous layer stability, SiF2 bonding, disappearance, etc. The mass analysis of the dissociated molecular species on the surface after the formation of the non-chemical damage shows that SiFx (X=1 ~ 3) is measured and the relative intensity ratio of SiF4 is compared. The amount of dissociated SiF2 is 1. SiF_2 and SiF_2 are the main reasons for the possibility of separation. In addition, the surface of Si is induced to change, and then the surface of Si is induced to separate. In the initial stage, the surface state of Si is greatly affected by the change of Si surface.

项目成果

T.Yamanishi: "Laser-Induced Modification of Silicon at Low Temperatures" Proc.of the 2nd Intern.Conf.of Laser Advanced Materials Processing. 1147-1151 (1992)

T.Yamanishi：“低温下激光诱导硅改性”第二届激光先​​进材料加工实习会议论文集。