大気圧水素プラズマと固体原料を用いたIV族混晶半導体薄膜の高能率形成法の開発

开发利用大气压氢等离子体和固体原料形成IV族混晶半导体薄膜的高效方法

• 批准号: 18760235
• 负责人: 大参 宏昌
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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-18760235/
• 关键词: 化学輸送法; 大気圧水素プラズマ; SiC; SiGe; 反応生成種; ガズ分析; 混晶半導体

IV族混晶半導体の高能率形成を行うため,各種の固体原料(Si, Ge,グラファイト, Sic焼結体)を大気圧水素プラズマ(100Torr〜760Torr)に暴露することにより,固体原料との反応により生じる生成分子種を赤外吸収分光により調査した.その結果,Si原料においては,その主たる生成水素化物は,97%以上がモノシランである事が判明し,ジシラン等は検出下限以下であった.本装置により検出されるモノシランの量は,プラズマ中への投入電力の増大と共に減少する傾向が見られた.これは,生成されたモノシランが水素分子に比較してプラズマ中では非常に分解されやすく,投入電力の増大に伴って,プラズマ中での分解反応速度が上昇するため,FTIR吸収分光を行うガスセルまで到達できない事に起因すると考えられる.一方,SiC焼結体を大気圧水素プラズマに曝露した場合,生成される水素化物は,モノシランとメタンからなることが分かった.Si-Cを結晶の単位ユニットとして持つ物質であるSiCにおいてもモノメチルシランなどを生成することなく,SiH_4およびCH_4のガス分子を生成してエッチング反応が進行する事が明らかとなった.さらに,グラファイト試料を用いた場合では,低投入電力の領域では,CH_4が主たる生成ガスであるが,投入電力を増大させることにより,C_2H_2(アセチレン)ガスの生成が確認された.以上の,生成ガス種に対する知見をふまえて,グラファイトとシリコンの2種類の固体原料を同時に設置し,SiCの合成を試みた.その結果300℃の低基盤温度にて3C-SiC微結晶薄膜の形成に成功した.またn型SiC焼結ターゲットを用いてp型Si基板上へn型微結晶3C-SiC薄膜の形成を行い,その電流電圧特性を調べた.その結果良好な整流特性が得られた.

为了实现iV混合晶体半导体的高效率形成，各种固体材料（Si，ge，石墨以及与固体原材料反应产生的分子物种，通过将SIC烧结的身体暴露于大气压力氢等离子体（100托尔-760 Torr）通过基础吸收光谱的材料进行了更多的材料。单子硅烷和disilanes等人以下是该设备检测到的单硅烷的量，这与血浆中的功率输入的增加相结合。另一方面，当SIC烧结体暴露于大气氢等离子体时，进行FTIR吸收光谱。已经揭示了即使在SIC中，这种材料也使用Si-C作为晶体的单位单位，也不会产生单甲基硅烷，但是蚀刻反应也没有产生SIH_4和CH_4的气体分子而进行。此外，当使用石墨样品时，CH_4是低功率范围内的主要产品气体，但是通过增加输入功率，C_2H_2（乙炔）气体是主要产品气体。确认生产。基于上述气体知识，同时安装了两种类型的实心原材料，石墨和硅以合成SIC。结果，我们在低基础温度的300°C下成功形成了3C-SIC微晶薄膜。此外，使用N型SIC SIC烧结靶标在P型SI底物上形成N型微晶3C-SIC薄膜，并检查了电流 - 电压特性。结果，获得了良好的纠正性能。

项目成果

大気圧水素プラズマを用いた膜製造法,精製膜製造方法及び装置

利用常压氢等离子体的膜制造方法、纯化膜制造方法及设备

• 发表时间: 2006

Preparation of Si1・xGex and SiC Compound Films by Atmospheric-pressure Plasma Enhanced Chemical Transport

大气压等离子体增强化学输运制备 Si1·xGex 和 SiC 化合物薄膜

• 发表时间: 2007
• 作者: Hiromasa OHMI;Yoshinori HAMAOKA;Daiki KAMADA;BLLroaki KAKIUCHI and Kisyohi YASUTAKE
• 通讯作者: BLLroaki KAKIUCHI and Kisyohi YASUTAKE

大気圧プラズマ化学輸送法を用いた機能薄膜の形成

利用常压等离子体化学传输法形成功能薄膜

• 发表时间: 2008
• 作者: 大泰宏昌;垣内弘章;安武潔
• 通讯作者: 安武潔