半導体の微細加工ダメージを診る

今後の予定

今後はプラズマ技術を用いる微細加工において、今回の成果で得られた知見を活かし、イオンや活性種に由来するダメージの低減を図る技術開発を進めます。例えば、プラズマ加工時のイオンエネルギーの低減化技術や活性種の反応性を制御する技術を研究開発します。

また、将来的には各種半導体チップの高性能化と高信頼性化に貢献するために、半導体素子の加工ダメージを抑止するとともに、ダメージを完全に修復する技術の開発を目指します。

論文情報

掲載誌：Applied Surface Science

論文タイトル：Radical, ion, and photon’s effects on defect generation at SiO2/Si interface during plasma etching

著者：Shota Nunomura, Takayoshi Tsutsumi, Noriharu Takada, Masanaga Fukasawa , Masaru Hori

DOI：https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.160764

用語解説

トランジスタ

半導体チップに搭載される基幹素子の一つ。ソース、チャネル、ドレインおよびゲートから構成され、ゲート電圧でソースードレイン間のチャネル電流を制御する。

プラズマ加工

プラズマを用いシリコンウエハを微細加工する技術。プラズマエッチングとも呼ばれる。プラズマ中では、電子が原子や分子に衝突し、電子のやり取りを介して原子や分子が電荷を帯びた状態になる（イオン化）。また、電子が分子に衝突し分子結合の切断により、反応性が高い粒子種である活性種（ラジカル）が形成される。プラズマからシリコンウエハ表面に飛来する活性種とイオンの化学反応と物理的な衝撃の相乗効果により、シリコンウエハの微細加工が実現される。

キャリア寿命

シリコン内には電子およびホールと呼ばれるキャリアが存在する。電子とホールは、それぞれ、マイナスとプラスの電荷状態を有し、両者が遭遇すると再結合する。この再結合にかかる時間をキャリア寿命と呼ぶ。ダメージ部において、キャリアは捕獲され再結合する。そのため、キャリア寿命が短い場合、シリコンウエハのダメージが大きい。一方、ダメージの回復により、寿命は長くなる。

擬定常状態光伝導度測定法

シリコンウエハの光伝導度を非接触で簡便に評価する手法。具体的には、ウエハにパルス光を照射し、光励起のキャリア（電子とホール）を生成する。電子とホールが再結合する様子をウエハの光伝導度から求めることが可能。シリコン太陽電池分野で広く利用される手法。

 

プレスリリースURL

https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20240828/pr20240828.html

関連URL：https://kyodonewsprwire.jp/release/202408265368

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