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次世代低温・超高速エピタキシーを可能とするナノクラスター制御メゾプラズマ技術開発

开发纳米团簇控制的介质技术，实现下一代低温、超高速外延

基本信息

批准号：
17686062
负责人：
神原淳
金额：
$ 19.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに、中間的圧力下でのメゾプラズマの高密度原料ガスの大流束による高速堆積と共に、原料ガス凝縮に伴い形成されるナノクラスターも低圧プロセスと同程度のクヌーセン数の環境場により制御されうる特徴に着目して、シリコン薄膜堆積を進めた結果、低温でホール移動度は300cm^2/V近い値を維持する高品質なエピタキシャル薄膜を実現できることを実証した。また、メゾプラズマCVD時にその場計測できるX線小角散乱計測システムを立ち上げ、エピタキシャル成長時のガス凝縮に伴うナノクラスターが球状かつ3nm径をモードに粒径分布を有するシリコンクラスターであることを確認した。これを元に、本年度、エピタキシャル薄膜並びに多結晶薄膜となる種々のプラズマ条件下で堆積を行った薄膜表面形態をstochastic解析に基づく精緻な分析を行った。多結晶薄膜が堆積する条件ではsurface diffusion機構が主に支配する成長様式で説明される表面形態解析結果であった。その場計測結果では、比較的大型〜5nm程度のクラスターの形成が確認されており、これら比較的大型のクラスターは十分に成長表面でbreak-upし難いことが示唆された。一方で、エピタキシャル成長時には、通常のエピタキシャル成長で確認されるステップフロー成長を基本とした沿面成長が達成されている可能性が高いことが判明した。これは逆に、クラスターを前駆体としながらも基板表面では原子が成長前駆体となるよう、クラスターが成長表面衝突に伴いbreak-upすることが考えられ、計測より予測されたホットクラスター概念を更に支持するものである。同時に、低温でありながら高速で高品質薄膜堆積を実現する指針を提示した重要な結果であるといえる。

Yesterday annual までに, under the pressure of the middle でのメゾプラズマの high-density material ガスの flow beam による high-speed accumulation とに, raw material ガス condensation に with い form されるナノクラスターも low 圧プロセスと with degree のクヌーセン several の environment field により suppression されうる, 徴に with mesh して, シリコン membrane accumulation を into めた results, low Wen でホール mobile は 300 cm ^ 2 / V nearly い numerical を maintain する high-quality なエピタキシャル film を be presently できることを card be した. また, メゾプラズマ when CVD にその field measuring できる scattered X-ray small Angle measuring システムを made ちげ, エピタキシャル grow のガス condensation に with うナノクラスターが globular かつ 3 nm diameter をモードに size distribution を have するシリコンクラスターであることを confirm した. これを yuan に, this year, エピタキシャル film and びに more crystal film となる kind 々のプラズマで accumulation under the condition of line をった film surface morphology を stochastic analytical に base づく delicate な line analysis をった. More crystal film が accumulation する conditions では surface coursing together institutions が main に dominate する grow others type で illustrate される surface morphology parsing results であった. その field measuring results では, comparison of large degree of ~ 5 nm のクラスターの form が confirm されており, これら comparison of large のクラスターは very に growth surface で break - up し difficult いことが in stopping された. Party で, エピタキシャル grow には, usually のエピタキシャル growth で confirm されるステップフロー growth を basic とした along the surface growth が reached されてい likely がるいことが.at した. これは inverse に, クラスターを駆 body before としながらも substrate surface では atomic が growth before 駆 body となるよう, クラスターがに growth surface conflict with い break - up することが exam えられ, measuring より be されたホットクラスター concept をに support するものである. に at the same time, low temperature でありながら high-speed で high quality film stacking を be presently する pointer を prompt した important な results であるといえる.