【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
23AT0073
利用課題名 / Title
TiN/Alゲート電極形成に向けた条件検討
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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
パワーエレクトロニクス/ Power electronics,化合物半導体/ Compound semiconductor,エレクトロデバイス/ Electronic device,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,スパッタリング/ Sputtering,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
新木 奈々
所属名 / Affiliation
日清紡マイクロデバイス株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
出口忠義
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
増田 賢一
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-050：四探針プローブ抵抗測定装置
AT-082：化合物半導体エッチング装置（ICP-RIE）
AT-095：RF-DCスパッタ成膜装置（芝浦）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
GaN HEMTのTiN/Al電極形成に向けた条件検討として、4インチSi基板上にSiO2膜を堆積したサンプルを用いてTiNおよびAlのスパッタ膜の形成とエッチングを実施し、それぞれの膜のエッチングレートを求めた。
実験 / Experimental
SiO2膜を堆積した4インチSi基板上にAl、TiNをRF-DCスパッタ装置を用いて成膜した。スパッタ後、四探針プローブ抵抗測定装置で抵抗測定を行い、シート抵抗を求めた。社内装置を用いてレジストパターンを形成し、化合物半導体エッチング装置を用いてエッチングを実施した。エッチング後、レジスト除去して段差計測定を行った。スパッタおよびエッチング条件は下記の通りとした。
スパッタ条件(Al)：RF 200W, Ar=20sccm, 0.5Pa, 13min4sec
スパッタ条件(TiN)：RF 200W, Ar/N2=17/3sccm, 0.5Pa,
27min37sec
エッチング条件：Cl2/BCl3=5sccm/15sccm, 1.0Pa, ICP/Bias=120W/5W, 30sec
結果と考察 / Results and Discussion
図1にウエハ面内での測定箇所を示す。表1にスパッタ後のシート抵抗の算出結果、表2にウエハ面内のエッチングレートを示す。Alのエッチングレートは118.16 nm/min、TiNのエッチングレートは32.6252 nm/minであった。今後、このレートをもとに実際のGaN HEMTでもゲート電極形成を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 ウエハ面内の測定位置
表1 スパッタ後のシート抵抗算出結果(Ω/□)
表2 AlおよびTiNスパッタ膜のエッチングレート(nm)
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