【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0002
利用課題名 / Title
高純度オゾンを用いたHfO2膜の段差被覆性
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication
【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
成膜・膜堆積、段差被覆性、ALD、高純度オゾン,エレクトロデバイス/ Electronic device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,ALD,エリプソメトリ/ Ellipsometry
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)
萩原 崇之
所属名 / Affiliation
明電ナノプロセス・イノベーション株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
亀田 直人
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣,木塚 優子,大塚 照久
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
AT-004：電界放出形走査電子顕微鏡[S4800_FE-SEM]
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
半導体デバイスの高集積化に伴う金属酸化物薄膜の精密な膜厚制御と成膜プロセスの低温化の要求に対し原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ALD）法が注目されている。特に近年、ALDの利用拡大に伴い、生産性の高いバッチ処理方式が注目されている。バッチ処理方式は水を酸化源とする場合、特に200℃以下の低温で反応力低下により成膜が困難となる。我々は、高純度オゾンガス（~100vol%）により低温ALDバッチ処理の適用性を検討するため、トレンチ溝付Siウエハへ、高純度オゾンガスを用いて基板温度150℃以下のALDで得たHfO2膜の断面観察の結果を述べる。
実験 / Experimental
Fig.1に本実験に用いた装置の模式図を示す。酸化ガスとして高純度オゾンガスおよび原料ガスとして、テトラキス（ジメチルアミド）ハフニウム（TDMAHf)を使用したALDによりHfO2膜を成膜した。基材はアスペクト比56:1（口径:2.4μm深さ:134μm）のトレンチ溝付のSiウエハを使用し、成膜後の断面を電界放出形走査電子顕微鏡（SEM）にて観察した。SEM観察条件は加速電圧10ｋV、倍率100k倍とした。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.2にHfO2成膜後のウエハの断面SEM像を示す。左からSiウエハ表面(a)、底面(b)を示している。観察画像より、Si表面50nmの膜厚に対して、底面は50nmであり、段差被覆性は1.0であった。この結果は、高純度オゾンガスを用いたALDでは、150℃以下の低温成膜プロセスにおいても高アスペクト構造への成膜が可能であることを示唆しており、低温ALDバッチ処理の酸化ガスとして、高純度オゾンガスの高い適応性を確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 Schematic diagram of deposition process
Fig.2 SEM images of HfO2 films (a) Surface (b)Bottom
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
共同研究者：産総研 野中秀彦様・中村健様
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