【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

22AT0393

利用課題名 / Title

シリコンへのトレンチ構造形成

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

外部利用/External Use

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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

SiパワーMOSFET,トレンチ構造

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)

馬場 祥太郎

所属名 / Affiliation

株式会社　東芝

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

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）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-011：i線露光装置
AT-019：多目的エッチング装置(ICP-RIE)

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　家電・OA・情報通信機器などで利用されるSiパワーMOSFETはデバイス構造の工夫により近年も特性改善が続いている[1]。本報告書では、SiパワーMOSFETの特性改善に向けた検討のために、多目的エッチング装置を用いてSi基板にトレンチ構造を形成したので報告する。

実験 / Experimental

＜利用した主な装置＞
【NPF011】i線露光装置
【NPF019】多目的エッチング装置(ICP-RIE)
【NPF091】自動塗布現像装置

＜実験方法＞
　熱酸化膜350 nmを形成したSi (100) 基板に住友化学(株) PFI-89B4を1.6 µm狙いで塗布し、230 msで露光を行い、東京応化工業(株) NMD-3で現像を行った。塗布・現像は自動塗布現像装置、露光はi線露光装置を用いた。その後、多目的エッチング装置を用いて、熱酸化膜は標準のRIEで、SiはボッシュプロセスのRIEで加工した。

結果と考察 / Results and Discussion

　Fig. 1 (a) にRIE加工前の表面SEM像を示す。ライン＆スペースの抜きパターンを用いており、0.1 µm刻みで幅0.3 µmから1.0 µmのラインと幅2.0 µmのラインが入っている。Fig. 1 (a) に示すように、幅0.4 µmまで問題なく開口しているが、最小設計幅0.3 µmは未開口となっている。
　Fig. 1 (b) にRIE加工後の断面SEM像を示す。
　Fig. 1 (b) に示すように、幅0.4 µmまで問題なくSiの深堀りができていることを確認した。また、最小設計幅0.3 µmはRIE加工前に未開口であったため、熱酸化膜がエッチングできていないことも確認できた。
　今後、条件最適化を行い、デバイス評価に繋げていく。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1. SEM images of line and space structures. (a)  Top view image before RIE process. (b) Cross section image after RIE. The numbers in figures indicate designed space width (unit: μm).

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

＜参考文献＞
[1] R. K. Williams, et al., IEEE Trans. Electron Devices., 64, 3, p.674‒691. (2017)

＜謝辞＞
本報告書の結果を取得するにあたり、産総研NPFの有本様、杉山様、増田様、川又様にご支援・ご協力いただきました。御礼申し上げます。

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