光そのものの特性を利用する半導体上への湿式光アシスト金属析出とパターニング

利用光本身的特性在半导体上进行湿法光辅助金属沉积和图案化

• 批准号: 12875136
• 负责人: 尾形 幸生
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875136/
• 关键词: 多孔質シリコン; レーザーアシスト; 光励起; ニッケルめっき; 置換めっき

p型半導体を用いると光照射下において表面での自由電子濃度が上がり、通常金属還元が進まない条件下においても金属析出が進行することが期待される。すなわち、レーザー照射下において、通常みられる熱効果による金属還元析出速度の促進ではなく、光そのものの効果を利用する半導体上への位置選択的金属析出の可能性が期待される。この効果を実証するために、暗時では金属析出が起こらないニッケルイオン水溶液でのp型シリコンへのレーザー照射下での金属析出について検討した。多孔質シリコンをニッケルイオン水溶液中に浸漬し、レーザー照射を行ったところ照射部位にニッケルの析出が観察された。しかし、この析出は再現性がなく、未析出の場合が多かった。シリコン/溶液界面では価電子帯から電子が伝導帯へ励起され、表面に擬フェルミ準位が形成される。この準位の存在によりシリコンバルク内でのフェルミ準位が下がるために、シリコンの開路電位が光照射下で貴方向にシフトし、金属析出に不利な条件が生まれる。そこで、平滑シリコンを用い、光照射に加えて適当な電位を引加して、開路電位が貴方向へシフトする効果を除くことを試みた。適当な電位を引加すると照射部位にのみ金属ニッケルが析出する。また、試料を多孔質シリコンに変えると析出部位の解像度が上がることを見いだした。この結果は、光照射と電位制御を併用することによって、p型シリコン表面上で位置選択的金属析出が実現し、レジストレス金属パターニングの可能性を示唆するものである。また、溶液条件を検討することで、予備実験で兆候が見られた外部電位制御無しの光アシスト置換めっきの実現も可能になろう。また関連研究として、多孔質シリコンの界面エネルギー構造ならびに表面構造変化を明らかにし、さらに、貴金属の置換めっきにおいても非析出条件があることを見いだし、光励起による位置選択析出の可能性があることを指摘した。

The concentration of free electrons on the surface of p-type semiconductors increases under light irradiation, and metal precipitation proceeds under normal conditions. The possibility of metal precipitation on semiconductor substrate by selective position selection is expected due to the promotion of metal precipitation rate under the influence of heat and light irradiation. The results show that metal precipitation occurs in aqueous solution and under irradiation. Immersion and irradiation of porous materials in aqueous solution There are many occasions where there are no separations, and there are many occasions where there are no separations. At the interface between the solution and the electron, the electron conduction band is excited, and the surface quasi-electron level is formed. The existence of this level, the open-circuit potential of this level, the direction of light irradiation, and the adverse conditions for metal precipitation occur. For example, if the light source is used, the appropriate potential is added, and the open circuit potential is added. The appropriate potential is applied to the irradiated part and the metal is precipitated. The resolution of the precipitation site is higher than that of the porous sample. As a result, a combination of light irradiation and potential control is used to demonstrate the possibility of metal precipitation at selected positions on the surface of p-type crystals. The solution conditions are discussed in detail, and the preparation process is carried out. The external potential is controlled without optical displacement. Study on the relationship between the structure of porous materials and the surface texture of noble metals

项目成果

F.A.Harraz, T.Sakka, Y.H.0gata: "Effect of Chloride Ions on Immersion Plating of Copper onto Porous Silicon from a Methanol Solution"Electrochimica Acta. 47. 1249-1257 (2002)

F.A.Harraz、T.Sakka、Y.H.0gata：“氯离子对从甲醇溶液中将铜浸镀到多孔硅上的影响”《电化学学报》。

T.Tsuboi, T.Sakka, Y.H.Ogata: "Polarization Behavior during Porous Silicon Formation : Effect of Surfactant"Electrochimica Acta. 46. 1013-1018 (2001)

T.Tsuboi、T.Sakka、Y.H.Ogata：“多孔硅形成过程中的极化行为：表面活性剂的影响”电化学学报。

F.A.Harraz,T.Sakka,and Y.H.Ogata: "Immersion Plating of Copper Using (CF_3SO_3)_2Cu onto Porous Silicon from Organic Solutions"Electrochimica Acta 発表予定.

F.A. Harraz、T. Sakka 和 Y.H. Ogata：“使用 (CF_3SO_3)_2Cu 将铜浸镀到有机溶液中的多孔硅上”即将发表的《电化学学报》。

Y.H.Ogata, J.Sasano, J.Jorne, T.Tsuboi, F.A.Harraz, T.Sakka: "Immersion Plating of Copper on Porous Silicon in Various Solutions"Physica Status Solidi (a). 182. 71-77 (2000)

Y.H.Ogata、J.Sasano、J.Jorne、T.Tsuboi、F.A.Harraz、T.Sakka：“在各种溶液中在多孔硅上浸镀铜”物理状态固体 (a)。

F.A.Harraz, T.Sakka, Y.H.Ogata: "Immersion Plating of Copper Using (CF_3SO_3)_2Cu onto Porous Silicon from Organic Solutions"Electrochimica Acta. 46. 2805-2810 (2001)

F.A.Harraz、T.Sakka、Y.H.Ogata：“使用 (CF_3SO_3)_2Cu 将铜浸镀到有机溶液中的多孔硅上”《电化学学报》。