ポリシリコン薄膜の残留応力および機械的特性の評価

多晶硅薄膜的残余应力和机械性能评价

• 批准号: 04F04335
• 负责人: 林 一夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04335/
• 关键词: シリコン; 結晶; ひずみ; 応力; 赤外線; ゲッタリング; キャビテーション; 噴流

ポリシリコン薄膜は、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)などに幅広く使われているが、その寸法が微小であるためにその機械的特性の評価が極めて困難である。またシリコンウェハにひずみを導入することにより、ウェハに不可避的に侵入する不純物を捕獲(ゲッタリング)することが可能である。本研究では、シリコンが赤外線を透過して赤外線に対して光弾性を有することを利用して赤外線を用いた光弾性試験によりひずみを定量的に評価することを目的とする。1.キャビテーション気泡の崩壊衝撃力によりシリコンウェハ裏面に微小な歪を導入してゲッタリング効果を生じることによりシリコンウェハ表面に形成したデバイスのCV特性を向上させるために,まずキャビテーション条件を最適化し,その条件で機械的特性を評価した。またキャビテーション気泡の崩壊衝撃力によってシリコンとポリシリコン内に有効な残留応力を導入できることを実証した。2.シリコンのサブマイクロ領域用の赤外線光弾性試験装置を構築するとともに,微小なひずみは顕微ラマン分光法によって計測した。3.原子間力顕微鏡を用いた計測により,シリコンウェハ表面の表面粗さは2.3nmであることがわかった。4.透過型電子顕微鏡を用いた観察によりポリシリコン薄膜は下層と上層で異なった微小構造であることを明らかにした。また多結晶シリコン内の微小な双晶と転位を観察した。5.ポリシリコンの生成に分子線エピタキシー法(MBE)を利用した場合と減圧化学気相成長法(LPCVD)を利用した場合では類似した微小構造が得られたが,LPCVDを用いた場合により小さい結晶粒が得られた。

Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) are extremely difficult to evaluate for their mechanical properties. It is possible to capture impurities that cannot be avoided. The purpose of this research is to quantitatively evaluate the transparency of infrared light and its optical properties through infrared light transmission and use in optical properties tests. 1. The impact force of bubble collapse is optimized under the condition that the micro-deflection is introduced into the inner surface of the bubble, and the CV characteristics of the bubble are evaluated under the condition that the mechanical characteristics are optimized under the condition that the micro-deflection is introduced. The impact force of bubble collapse is proved by the residual force of bubble collapse. 2. Construction of infrared spectroscopy device for micro-optical measurement 3. Atomic Force Microscope Measurement: Surface roughness of 2.3 nm 4. The transmission electron microscope is used to detect the lower layer and the upper layer. The tiny twin crystals in the polycrystal ring were observed. 5. The use of micro-structures in the production of molecular particles (MBE)

项目成果

Characterization of defects for effective gettering in silicon wafer and polysilicon thin films

硅片和多晶硅薄膜中有效吸杂缺陷的表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: 8th Biennial ASME on Engineering Systems Design and Analysis (発表予定)
• 作者: Dan O.Macodiyo;H.Soyama;K.Hayashi;Dan O.Macodiyo
• 通讯作者: Dan O.Macodiyo

Characterization of Defects for Effective Gettering in Silicon Wager and Polysilicon Thin Films

硅片和多晶硅薄膜中有效吸杂缺陷的表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 8th Biennial ASME Conference on Engineering Systems Design and Analysis, Torino, Italy. ESDA2006-95340
• 作者: Dan O.Macodiyo;H.Soyama;K.Hayashi
• 通讯作者: K.Hayashi

Characterization of Polysilicon Thin Films for MEMs Applications

用于 MEM 应用的多晶硅薄膜的表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 10th World Scientific and Engineering Academy and Society (WSEAS) International Conference on Systems, Vouliagmeni Beach, Athens, Greece, July, 2006,WSEAS Transactions on Systems Vol.5, Issue 10
• 作者: Dan O.Macodiyo;H.Soyama;K.Hayashi
• 通讯作者: K.Hayashi

Evaluation using X-ray diffraction of backside damage of silicon wafer introduced by a cavitating jet

使用 X 射线衍射评估空化射流对硅片背面造成的损伤

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Jet Flow Engineering 22-2
• 作者: Dan O.Macodiyo;H.Soyama;K.Hayashi;Dan O.Macodiyo;Dan O.Macodiyo;H.Soyama
• 通讯作者: H.Soyama

C-V Characteristics of Backside Damage Gettering Introduced by a Cavitating Jet

空化射流引起的背面损伤吸杂的 C-V 特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 2nd International Symposium on Mechanical Science Based on Nanotechnology
• 作者: H.Soyama;S.Saito;Dan O.Macodiyo;M.Koyanagi
• 通讯作者: M.Koyanagi