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同位体選択的赤外多光子解離されたフロロシランからの同位体濃縮Si薄膜の作製

Formation of isotopically enriched silicon film from fluorosilane produced by isotopically selective infrared multiphoton dissociation

大場 弘則; 鈴木 裕*; 江坂 文孝; 田口 富嗣; 山田 洋一; 山本 博之; 笹瀬 雅人*; 横山 淳

Oba, Hironori; Suzuki, Hiroshi*; Esaka, Fumitaka; Taguchi, Tomitsugu; Yamada, Yoichi; Yamamoto, Hiroyuki; Sasase, Masato*; Yokoyama, Atsushi

濃縮$$^{30}$$Siの中性子照射による$$^{30}$$Si$$rightarrow$$$$^{31}$$Pの核変換を利用した半導体デバイスの創製研究及び同位体組成制御材の物性評価のために、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$の赤外多光子解離反応により同位体濃縮したSiF$$_{4}$$ガスからSi薄膜の作製実験を行った。成膜方法はプラズマCVDであり、反応ガスにはSiF$$_{4}$$及びH$$_{2}$$を用い、Arで希釈,混合した後チャンバー内に導入した。基板に石英又はSi単結晶ウェーハを用いた。生成膜の評価はX線回折装置,SEM/EDX,二次イオン質量分析計で行った。まず、13.6MHz高周波加熱平行平板電極型CVD装置を用いた場合、H$$_{2}$$/SiF$$_{4}$$流量比2$$sim$$10とし、基板温度を室温$$sim$$500$$^{circ}$$Cにして成膜し、これらの条件下ではアモルファス薄膜であることがわかった。次に、2.45GHzマイクロ波加熱リモート型CVD装置を用いて、H$$_{2}$$/SiF$$_{4}$$流量比を25、基板温度を350$$sim$$750$$^{circ}$$Cで成膜を試み、結晶性のSi薄膜を作製することができた。どちらの成膜装置においても、生成膜中にはFはほとんど含まれず、ほぼ原料ガスの濃縮度と同じ同位体組成であった。

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