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整理番号 5555   (公開日 2011年01月06日) (カテゴリ 素材エレクトロニクス
メゾプラズマ高速・低温エピタキシー技術の展開
●内容 LSIを始めとする半導体デバイス作製には高清浄・低温成膜・ラジカル生成等の特長から数10mTorr前後の低圧プラズマが適用されるものの、太陽電池を始めとするジャイアントエレクトロニクス応用に際しては高々〜1nm/secの堆積速度は実用的ではなく、またLSIレベルの品質も要求されない。一方で、熱プラズマは超高温という特長から高融点材料の溶融・蒸発を基礎としたコーティングが対象と一般に認識されるものの、プラズマ流を利用する原理に立ち返れば、原料種に制限されず原子状態の前駆体を超高速度で薄膜堆積領域に供給させる技術でもある。これを踏まえ、特に0.1〜10Torr前後の圧力にあるメゾプラズマに着目し、電子・ガス温度が比較的低く、低基板温度でイオン衝撃等も抑制しうるプラズマ環境下に有りながら、高粒子密度且つ高速原料フラックスを利用することによる高速厚膜堆積が可能な、ジャイアントエレクトロニクスに資するプロセス開発を進めている。
 この研究室では、これまでに300℃程度の低基板温度で〜40nm/secの堆積速度、ホール移動度>250cm2/Vを維持したホモエピタキシャルSi成膜、サファイア基板上での低温・高速ヘテロエピタキシーを確認している。更に興味深い点は、エピタキシー時の堆積効率が〜40%、多結晶成膜時に80%を超える点である。これらメゾプラズマ超高速エピタキシャル成膜技術は、多結晶シリコンに代わる新たなウエハ等価SOGグレードシリコンの提供、従来のSIMENS法に代わる多結晶Si堆積技術として、更にはSiCを始めとした多元系単結晶インゴット製造技術としての展開も視野に入れて研究を展開しており、関わる成果・技術について共同研究が可能である。
●研究者
准教授 神原 淳
大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻
●画像


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メゾプラズマエピタキシーによるSiエピタキシャル成膜速度と基板温度及びホール移動度の関係
原料ガス濃度の増加、基板温度の低下によっても堆積速度並びにホール移動度が維持される。
(C) 神原淳
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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