【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0047
利用課題名 / Title
ALD成膜による薄膜評価
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）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
薄膜/ Thin films, X線光電子分光（XPS（硬X線を含む））/ X-ray photoelectron spectroscopy, 段差計/ Step meter,CVD,電子分光/ Electron spectroscopy
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)
今瀬 章公
所属名 / Affiliation
株式会社 トリケミカル研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
森 征志
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-074：エックス線光電子分光分析装置(XPS)
AT-045：触針式段差計
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
社内プラズマCVD装置を用いて、金属Zr薄膜を堆積した。得られた薄膜の組成のDepth profileをXPSで測定した所、表面は酸化がすすみZrO2膜となっていたが、スパッタを行い酸化物層を除去すると、Zr 80 atom％、O20 atom％の膜組成が得られた。
実験 / Experimental
自社保有のPCVD装置内にSi基板を設置し300℃に加熱した。アミノZr系のZr原料蒸気を暴露しながら、Ar＋H2プラズマを照射し、15分間成膜を行った。
得られた試料の組成を金属ジルコニウム薄膜の組成をＸ線高電子分光法（ＸＰＳ）により測定した。その際、Arイオンビームで表面をスパッタし、深さ方向の組成プロファイルを得た。
測定後の試料に対し、段差系を用いてスパッタ深さを確認した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1にスパッタ後の試料基板の外観写真と、段差計による測定結果を示す。スパッタ箇所のピット深さは、約80nmであることが分かった。
Fig.2にXPSで測定された、膜組成の深さ方向のプロファイルを示す。ピット深さが80nmであったことから、スパッタ時間を深さに対応させてプロットしている。膜中の元素はZrとOが検出され、N, Cは検出されなかった。
膜の表面の組成はほぼZrO2になっており、Zrが酸化している事が分かった。また、スパッタが進むほどOの濃度が下がり、50nm以上の深さの領域でO濃度が20atom%で一定となった。表面から40nm程度の領域まで、O濃度が減少していることから、Oが表面からここまで深く拡散している事が分かった。また、O濃度が安定している領域のOは、成膜時に装置内の酸素が膜中に取り込まれたものと考えられる。金属Zr膜の酸化されやすさが伺える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 The measuring point image of contact profiler and depth of the spatter pit
Fig.2 The depth profile of composition
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：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件