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プラズマCVDによるシリコン同位体濃縮薄膜の作製

Formation of isotopically enriched Si thin films by plasma chemical vapor deposition

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

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

シリコン同位体濃縮技術の作業物質として用いられているフロロシランからの直接結晶成長させるために、CVDによるシリコン薄膜作製を行っている。これまでに高周波プラズマCVDを用いてシリコン薄膜を作製してきたが、生成膜はアモルファス構造であった。本研究では、マイクロ波プラズマによるシリコン結晶成長を試みた。反応ガスには当研究グループで調製した$$^{30}$$Siを25.9%まで濃縮した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。基板に石英または単結晶ウェーハを用い、2.45GHzのリモート型マイクロ波プラズマCVD装置を用いてH$$_{2}$$/SiF$$_{4}$$流量比を25、基板温度を523$$sim$$1023Kとして成膜した。生成膜の評価はX線回折装置,二次イオン質量分析計等で行った。その結果、生成したシリコン薄膜は原料ガス濃縮度とほぼ同じ同位体組成であり、基板と生成膜界面部には約100nmのエピタキシャル層が確認され、結晶成長が可能であることが示された。

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