【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0138
利用課題名 / Title
HI(ヨウ化水素)プラズマ処理によるGe 表面特性の調査
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
Ge表面処理,HI(ヨウ化水素)溶液処理,終端,HIプラズマ処理
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
堀川 昌代
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
張 文馨
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
Ge表面処理の観点では、これまでに、ハロゲン系酸性溶液(HF, HCl, HBr, HI)を利用し、Ge表面酸化物をウエット処理にて除去する報告がある[1]。その中でも、HI(ヨウ化水素)溶液処理では、Ge表面酸化膜が除去されると共に、露出した表面Ge原子がI原子で終端される結果、大気中で長時間放置しても再酸化されないことが確認されている。しかしながら、半導体生産技術としての観点からは、ドライプロセスが望ましい。本研究では、Ge基板にHIプラズマ処理を施し、大気中で長時間放置した後、Ge表面自然酸化膜の生成状態について検証した。
実験 / Experimental
【利用した主な装置】
【NPF074】エックス線光電子分光分析装置(XPS)
【実験方法】
HIプラズマは、プラズマチャンバー内でHIガスを0.6 Pa、50 W、13.56 MHzでグロー放電させ、放電直下にGe基板を置くことで、リモートプラズマ処理を行った。ここで物理的なエッチングを避けるために、基板バイアスを印可しない状態でプラズマからの活性種の拡散のみでGe基板をプラズマに晒す。HIプラズマ処理後のGe基板を大気中に放置し、30分と24時間後に、XPS法にてGe基板の表面接合状態を確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
XPS法にてGe基板の表面接合状態を確認した。Fig.１にHIプラズマ処理後のGe基板を大気中に放置し、30分と24時間後のGe 3dのXPSスペクトルを示す。30分の短時間放置では、Ge自然酸化膜はほとんど生成しないことを確認した。HIプラズマで処理したGe表面はある程度の抗酸化力を持つことがわかった。しかしながら、HI溶液処理と異なって、長時間の大気中放置により、Ge-Oの強度が増えることを確認した。これはGe酸化膜が生成している明確な証拠である。この原因について、ウエットとドライ処理によって、Ge表面のHとIの接合量が異なるものと予想された。もっと詳しく調査する必要がある。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 The XPS spectra extracted from HI plasma-treated Ge surface after air exposure for 30 minutes and 24 hours, respectively. HI plasma treatment was performed by the plasma power of 50 W for 10 minutes.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件