【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
22NU0232
利用課題名 / Title
先進プラズマを活用した高機能窒化ガリウムデバイスの製造プロセスの開発
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学
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）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
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
名古屋大学 低温プラズマ科学研究センター 近藤 博基 准教授
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-239：表面解析プラズマビーム装置
NU-240：in-situプラズマ照射表面分析装置
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)のパワーデバイス製造には原子層オーダの AlGaN 加工深さ制御が求められ、そのために塩素 吸着層形成とその選択剥離を繰返す原子層エッチング（ALE）が用いられる。しかし、従来手法では塩素吸着層剥 離のイオンエネルギーが高く、ダメージの形成に課題があった。本報告では、提唱している低イオンエネルギーに よる基板加熱下での ALE について、加工深さ制御（エッチング自己停止）の性能を確認した。
実験 / Experimental
基板は NTT アドバンステクノロジの Al0.24Ga0.76N/GaN/Si 基板を用いた。ALE プロセスとして、圧力１Pa・基板温度 400℃にて、塩素原子吸着は BCl3 ガス暴露で行い、剥離はフッ素添加 Ar プラズマで行った。BCl3 ガス吸 着時間及び Ar/F2プラズマ照射時間は 10 秒とし、30 サイクル処理した。装置搭載プラズマで生成したイオンのエ ネルギーは 23 eV であった。AlGaN のエッチング量はチャンバに設置された In-situ エリプソメトリーで測定し た。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1 に本 ALE での AlGaN エッチング量のプラズマ暴露時間依存を示す。プラズマ暴露時間：10s 以内ではエッ チング量が増加した。一方、プラズマ暴露 10s 以上ではエッチング量が自己停止した。 プラズマ暴露 10s までのエッチング量の増加は塩素原子吸着層の剥離が促進したためと考えられる。プラズマ暴露 10s 以上でのエッチング量の自己停止は塩素原子吸着層が十分に除去されたためと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Etching amount dependence on F2 mixed Ar plasma exposure time.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
共同研究者：国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学低温プラズマ科学研究センター・近藤博基准教授
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