原子層エッチング技術の開発研究

原子层刻蚀技术的研发

基本信息

批准号：
04452097
负责人：
目黒多加志
金额：
$ 4.35万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至 1993
项目状态：
已结题

项目摘要

代表的な化合物半導体の一つであるガリウム砒素に関し、塩素をエッチャントとした原子層エッチング技術の開発研究を、我々が開発したデジタルエッチング法を用いて検討した。デジタルエッチングにおいてキーポイントとなる自動停止機構が得られる条件は明かになっていたが、得られたエッチング速度は理想的な原子層エッチング(1原子層/サイクル)には達しておらず、塩素の吸着条件によって1サイクル当たり、2/3原子層もしくは1/3原子層での飽和しか得られなかった。これは、表面でガリウムや砒素の三塩化物を生成する反応が主となってしまうため、エッチャント量が不足し、原子層エッチングが達せされなかったと考えた。この問題を解決するために、紫外レーザーを利用し、表面反応過程を制御し、反応生成物の塩素原子数の現象を試みた。その結果塩素の吸着量を変化させることにより、砒素系反応生成物が砒素の2量体のみになる条件を見出した。さらに、紫外レーザーの波長によって、ガリウム系の反応生成物が三塩化物もしくは塩化物隣る条件を分離・制御することに成功した。その結果、上記のような反応生成物に関して可能な限り塩素の結合量が少ない状態で実際の原子層エッチングのシークエンスを行うことにより、理想的な原子層エッチングが実現できる可能性が示唆された。このように、従来のデジタルエッチングの問題点を解決して理想的な原子層エッチングにつながる可能性が大きい条件を見いだせたことにより、本研究の当初の目標は達成されたと考える。

我们使用我们开发的数字蚀刻方法研究了使用氯作为代表性化合物半导体之一的铜绿剂的蚀刻原子层蚀刻技术的开发和研究。揭示了获得自动停止机制的条件，这是数字蚀刻的关键点，但是获得的蚀刻速率未达到理想的原子层蚀刻（1个原子层/循环），并且根据每周循环的2/3原子或1/3原子层的饱和度，根据含量的补充条件。这被认为是因为反应主要涉及在表面上形成凝固凝胶和砷的三氯化物，导致缺乏食用量和未达到原子层蚀刻。为了解决这个问题，使用紫外线激光来控制表面反应过程，并尝试确定反应产物中氯原子数量的现象。结果，发现通过改变氯的吸附量，砷反应产物成为砷的二聚体。此外，基于凝胶的反应产物能够根据紫外线激光的波长分离并控制三氯化物或邻近的氯化物条件。结果，已经提出，可以通过尽可能少的氯键进行实际的原子层蚀刻序列来实现理想的原子层蚀刻。通过这种方式，我们认为这项研究的最初目标是通过发现可以解决常规数字蚀刻问题并导致理想原子层蚀刻的条件来实现的。