熱触媒反応を用いた高品質絶縁膜の低温形成

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集積貝やの層間絶縁膜や表面保護膜として, グロー放電法により300°C程度の低温で形成されるシリコン・ナイトライドなどの絶縁膜が用いられるが, グロー放電にともなうプラズマ損傷の影響が危惧されている. そこで本研究では, 原料ガスをあらかじめ熱触媒反応により中間状態の種に分解しておくことにより, プラズマを全く用いず薄膜を低温熱CVD堆積するという, 本研究者が「触媒CVO法」と名付けた新しい方法により絶縁薄膜を低温で堆積する技術の開発を目的とした.まず, ステンレス性の「触媒CBO堆積チェンバー」を試作し, これにより最も単純な系であるアモルファス・シリコンが作られることを確認した. 次に, シリコンと最も安定に結合を作れる同じ4族のゲルマニウムを混入し, グロー放電法による物以上に高品質なアモルファス・シリコン・ゲルマニウなど化合物薄膜がこの触媒CVD法により製作可能なことを明らかにした. そして, 最後にシランとアンモニア, シランと三フッ化窒素ガスを原料としてシリコン・ナイトライド膜の成膜を試みた.これらの結果, 1)シランとアンモニアを原料ガスとして用いた場合にはシリコンの多いシリコン・ナイトライド膜ができ易すいこと, 2)シランと三フッ化窒素を用いると容易にシリコン・ナイトライド膜の作れること, 3)その場合, 堆積速度は1000A/S以上と高速でプラズマCVD, ECRCVO法より大きくとれること, 4)まだ, 抵抗率も10^<16>Ωcm以上と高温熱CVO法による極めて高品質な膜の値に近いこと, などを明らかにし, 本触媒CVD法の絶縁薄膜形成手段としての有用性を示した. なお, 本研究成果のうち, シリコン・ナイトライドに関するものの公表は次年度になる予定である.