インチサイズダイヤモンド単結晶ウェハ上の結晶成長メカニズムの解明

阐明英寸尺寸金刚石单晶晶片的晶体生长机制

基本信息

批准号：
21H01832
负责人：
山田英明
金额：
$ 11.4万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の主眼の一つであるドーピングの制御において、基板温度は基本的且つ支配的な成膜パラメータの一つである。実際、基板温度に対するドーピング濃度依存性は、熱フィラメントＣＶＤに限らず多数報告されている。一方で、プラズマＣＶＤにおいては、紫外から赤外まで幅広い波長領域でプラズマからの発光があるため、光学的な測定手法では基板温度を測定することが容易ではない。一方で、熱フィラメントＣＶＤにおいても、フィラメントからの発光強度が支配的なため、近接して設置している基板からの発光のみを捉えることが難しく、非接触での測定が容易ではない。そこで、本年度は、熱電対を用いた基板温度測定準備を実施した。基板を模擬したＭｏ製のダミー基板とそれを支持する治具を作製し、設置による熱抵抗の変化を軽減できる状態にして、熱電対をこのダミー基板に挿入し、温度を測定した。治具とその下にある水冷ホルダーの間の熱抵抗を変化したところ、熱抵抗として挿入したＳｉ基板の枚数に応じて線形状に温度が上昇した。フィラメント温度上昇に対しても同様に正の相関を確認した。原料ガス圧力を上昇させると基板温度は低下した。気相の熱伝導による冷却効果が増したためと思われる。一方で、基板とフィラメント間の距離を１５ｍｍから１０ｍｍ程度増やしても、数１０度程度（立上げ毎の温度の変動範囲程度以下）の温度変化しかなかった。これは、基板温度を決める要因として輻射が支配的であることを示唆している。

在控制兴奋剂的控制中，这是这项研究的主要重点之一，底物温度是基本和主要的膜沉积参数之一。实际上，许多报告不仅报道了热丝CVD，而且还基于掺杂浓度依赖于底物温度的报道。另一方面，在等离子体CVD中，等离子体在从紫外线到红外的各种波长中发出光，因此使用光学测量技术测量底物温度并不容易。另一方面，在热丝CVD中，从细丝中发出的光强度占主导地位，因此很难仅捕获从彼此接近安装的底物中发出的光，而且如果没有接触，它就不容易测量。因此，今年进行了准备，以使用热电偶测量底物温度。 MO制造的虚拟板模拟了板，并制造了支撑它的夹具，并将热电偶插入虚拟板中，以减少由于安装而导致的热阻力的变化，并测量了温度。当夹具和水冷却支架之间的热电阻发生变化时，温度根据插入热电阻的SI底物数量线性升高。同样，确认正相关以升高细丝温度。当原料气压增加时，底物温度降低。这被认为是因为气相中的热传导引起的冷却效应增加了。另一方面，即使底物和灯丝之间的距离增加了约15 mm至10 mm，温度的变化也只有大约几十度（低于每个启动的温度波动范围）。这表明辐射是决定底物温度的因素。