大気圧非平衡プラズマプロセスを用いたゲルマニウム上高誘電率絶縁膜の形成と物性評価

常压非平衡等离子体工艺锗基高介电常数绝缘薄膜的形成及性能评价

• 批准号: 06J07236
• 负责人: 早川 竜馬
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J07236/
• 关键词: 大気圧非平衡プラズマ; プラズマ窒化; シリコン; ゲルマニウム; 高誘電率絶縁膜; X線光電子分光測定; 電気特性評価

[研究計画書記載の平成19年度研究課題]。1)大気圧窒素プラズマによるゲルマニウムの窒化とシリコンとの窒化カイネティックスの相違2)大気圧酸素/窒素プラズマによる高誘電率絶縁膜の形成技術の確立と窒素ドーピング効果[得られた研究成果と意義]課題1に対しては、平成18年度において、ゲルマニウム基板の前処理方法や基板温度のシーケンスを工夫することにより、ゲルマニウム窒化膜を形成することに成功している。本年度は、シリコンとゲルマニウムの表面窒化過程について比較検討した。これまで、シリコンの窒化においては、窒化温度に依存せず、窒化時間に対して自己停止機能を有するため、ラングユミュア型の反応過程により薄膜が形成することが分かっている。本年度検討したゲルマニウムの窒化の場合においては、窒化時間10分程度で膜厚は飽和するものの、窒化温度の増加にともない、膜厚が増加することが明らかになった。この結果から、ゲルマニウム窒化においては、シリコン窒化とは異なり、表面反応に加え、拡散過程を伴い窒化膜が形成することが明らかになった。また、形成したゲルマニウム窒化膜の膜構造を詳細に評価するために、放射光光電子分光測定をSpring-8, BL15XUビームラインにおいて行った。Ge2p_<3/2>, N lsコアスペクトルを詳細に解析した結果、Ge_3N_4に起因するピークが観測され、試料を大気暴露した後での表面酸化の割合も従来の窒化膜に比べ低減しており、高品質な窒化膜が形成していることが明らかになった。課題2に対しては、大気圧窒素プラズマにより、酸化イットリウムを窒化した結果、プラズマ照射していない試料と比較してリーク電流を低減できる結果を得た。

Research Project Scandal: Heisei 19 Research Project. 1)2) Establishment of a technique for forming a high-permittivity insulating film on a substrate with high dielectric constant The film was successfully formed. This year's review of the surface modification process is being conducted. The temperature and time of the reaction are dependent on the temperature and time of the reaction. The film is formed during the reaction. This year, we will review the temperature of the film and the temperature of the film. The temperature of the film will increase. The result is that the surface of the film is formed by the reaction and dispersion process. The film structure of the film was evaluated in detail by emission photoelectron spectroscopy. Spring-8, BL15 XU was used to determine the film structure. Ge2p <3/2>, Nls <3/2>, N Subject 2: The results of high temperature, high pressure, high temperature, high

项目成果

The Comparison of the Growth Models of Silicon Nitride Ultra-Thin Films Fabricated Using Atmospheric Pressure Plasma and Radio Frequency Plasma

常压等离子体与射频等离子体制备氮化硅超薄膜生长模型的比较

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Appl. Phys. 101
• 作者: M.Nakae;R.Hayakawa;T.Yoshimura;A.Ashida;N.Fujimura;T.Uehara
• 通讯作者: T.Uehara

Detailed structural analysis and the dielectric properties of silicon nitride film fabricated using pure nitrogen plasma generated near atmospheric pressure

使用接近大气压产生的纯氮等离子体制造的氮化硅薄膜的详细结构分析和介电性能

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Applied Physics Vol.100
• 作者: R. Hayakawa;M. Nakae;T. Yoshimura;A. Ashida;N. Fujimura;T. Uehara;M. Tagawa;Y. Teraoka
• 通讯作者: Y. Teraoka

Effect of Additional Oxygen for the Formation of Silicon Oxynitride Using Nitrogen Plasma Generated near Atmospheric Pressure

附加氧气对利用近大气压产生的氮等离子体形成氮氧化硅的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 45
• 作者: T.Ohashi;M.Ishida;S.Sasaki;Y.Ishisaki;K.Mitsuda;et al.;Ryoma Hayakawa;Y. Kodama;Ryoma Hayakawa
• 通讯作者: Ryoma Hayakawa