【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NU0212
利用課題名 / Title
プラズマを用いたGaN成膜/加工技術の開発
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
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）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
分析,膜加工・エッチング/Film processing and 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)
谷出 敦
所属名 / Affiliation
株式会社 SCREENホールディングス
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
中村 昭平
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
NU-207：X線光電子分光装置
NU-237：ラジカル計測付多目的プラズマプロセス装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
窒化ガリウム(GaN)の高耐圧ないし高周波デバイスは今後の普及が見込まれる一方、その性能改善のため低ダメージ原子層エッチングは必須の技術である。提唱している基板昇温下でのGaNの低ダメージ原子層エッチングについて、名古屋大学の先進エッチング設備及びXPS設備を利用して、低ダメージ加工の要因解明を進めた。
実験 / Experimental
高温プロセス用誘導結合型プラズマエッチング装置を用いて、GaN表面に対して、圧力１Pa・基板温度25,200,400℃でBCl3ガス吸着とAr/F2プラズマ照射を10秒毎に繰返す処理を30回実施し、フォトルミネッセンス法でエッチングダメージを分析した。ダメージの要因分析のため、XPS装置で表面残留物の分析を進めた。なおAr/F2プラズマ照射時のプラズマのセルフバイアスは23 eVであった。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig1. に各温度でALE処理したGaN表面のフォトルミネッセンス(PL)の発光強度を示す。昇温に伴い、発光強度は増加しダメージ低減がみられた。Fig. 2にエッチング後表面の残留物をXPSで評価した結果を示す。昇温に伴い、表面の塩素・フッ素残留は抑制された。これらより、ダメージ抑制は、基板昇温により、基板上の塩素・フッ素表面化合物の揮発が促進したためと考える。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 The dependency of PL intensity of etched surfaces on the substrate temperature.
Fig. 2 The dependency of remained fluorine and chlorine of etched surfaces on the substrate temperature.
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.
- (1) 中村 昭平, 谷出 敦, 川越 理史, 灘原 壮一, 石川 健治, 小田 修, 堀 勝, "Damage mitigation in atomic layer etching of GaN by cyclic exposure of BCl3 gas and F2 added Ar plasma at high substrate temperature", “11th International Conference on Reactive Plasmas”, 2022年10月5日．
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