저온에서 고품질 온라인 바카라 실리콘 필름을 성공적으로 제작

Ultra-Fine Profile Measurement Research Lab [Lab Director, Hiroyuki Yoshikawa] (이하 "AIST"라고 불리는)은 Meidensha Co, Ltd와 공동 작업하여 "대용량 고 순수성 오존 생성기"를 개발했으며 [사장 및 CEO Kataoka Keiji]를 개발하고 있으며 Semic Devication Devication Cankepes에서 연구 및 개발을 해왔습니다

우리는 최근에 고품질 온라인 바카라 실리콘 필름 (고 통합 메모리 장치 등에 사용할 수있는 장치 품질 온라인 바카라물 필름 등)을 400 ° C의 매우 낮은 온도로 400 ° C를 사용하여 장치에서 얻은 방법을 성공적으로 개발했습니다

오존 (O₃)는 반응성이 높은 온라인 바카라제이며 반도체 장치 제조 공정 등에 적용될 것으로 예상되며 저온 온라인 바카라 공정을 실현하는 데 많은 관심이 있습니다 그러나 열 반응 등과 산소 (O₂8744_8912

제조 된 온라인 바카라 용광로를 사용하여, 초고 농도 오존을 사용한 실리콘 온라인 바카라물 필름을 수십 PA (약 1/100 대기)의 수십 개의 PA의 압력 범위에 걸쳐 정밀하고 안정적인 제어의 기초에 따라 제조되었다 결과적으로, (1) 900 ℃에서 고온 열 온라인 바카라 방법에 의해 실현 된 실리콘 온라인 바카라물 필름의 성장 속도는 400 ℃에서 오존 온라인 바카라 방법에 의해 실현되어 500 ℃에서 온라인 바카라 공정의 감소를 입증 하였다 (2) 400 ℃에서 제조 된 실리콘 온라인 바카라물 필름의 전기적 특성 (온라인 바카라물 필름에서의 절연 압력, 불순물 밀도, 온라인 바카라물 필름의 계면에서의 결함 밀도 및 실리콘 기질 등)은 고품질의 실리콘 필름의 특성과 비슷한 것으로 밝혀졌다 (3) 절연 견고 전압이 600 ℃에서 제작 된 실리콘 온라인 바카라물 필름에서 기존의 고온 열 온라인 바카라물 필름의 특성을 초과한다는 것이 확인되었다

온라인 바카라 공정을 낮추기 위해, 산소 분자 이외의 온라인 바카라 활성 종이 필요하며, 혈장과 같은 활성화 수단을 사용하려는 시도가 이루어졌다 그러나 안정적인 활성 종을 제공하기가 어렵고 온라인 바카라물 필름 자체에 손상을 일으킬 가능성이 있다는 우려가있었습니다 이 결과는 초고 농도 오존을 사용하는 온라인 바카라 공정이 손상을 유발할 위험이없고 온라인 바카라 활성 종인 오존의 정확하고 안정적인 공급을 제공 할 수있는 매우 반응성이 높은 과정으로 충분히 실용적이라는 것을 시사합니다 이것은 반도체 장치 제조에서 획기적인 저온 온라인 바카라 공정의 실현에 큰 기여를하는 것으로 생각됩니다

오존 (O₃)는 불소 (F) 후 두 번째로 강력한 온라인 바카라제이며, 금속 및 반도체의 온라인 바카라물 필름의 형성과 유기물의 분해와 같은 다양한 온라인 바카라 공정에서 소량조차도 사용될 수 있으며, 최종 부산물은 산소입니다 (O₂)는 작은 환경 영향이 될 것이라는 장점이 있으므로 광범위한 필드에 적용될 것으로 예상됩니다 특히, 실리콘 옥사이드 필름 제조 공정에 오존을 적용하는 것과 관련하여, 고급 반도체 장치를 제조하는 과정 중 하나 인, 기존의 방법에서 약 900 ° C의 고온이 필요했지만, 플라즈마 또는 LIK의 지원없이 온도의 급격한 감소가 가능할 것으로 예상되었다

AIST Ultra-Fine Profile Measurement Research Lab은 이미 "대용량 고급 오존 생성기"를 성공적으로 개발했으며 실제 프로세스에 필요한 고농도 오존의 양을 안전하고 제어 할 수있는 기술을 확립했습니다 그러나, 고급 반도체 장치에 대한 온라인 바카라물 필름 생산 공정에 대한 적용을 달성하기 위해서, 오존에 고유 한 공정을 개발하고 생성 된 온라인 바카라물 필름이 장치 품질임을 입증해야했다 예를 들어, 높은 농도 오존 오존은 금속 표면과의 열 또는 반응으로 인해 쉽게 분해 될 수있어 산소가 반응성이 손실되어 통화 된 (핫-볼) 유형의 온라인 바카라 용광로에 적용하기가 어렵고, 기존의 열 온라인 바카라 온라인 바카라 방법에 사용되는 종래의 열 온라인 바카라 가로에 사용되는 새로운 온라인 바카라 용광로를 확립하는 데 절대적으로 공급이 필요했습니다 또한, 오존 흐름에 매우 적은 양의 양이 있더라도 금속 불순물을 감지 할뿐만 아니라 전기 용량, 누출 전류 및 견딜 수있는 전압과 같은 준비된 온라인 바카라물 필름의 전기적 특성이 진행된 장치의 온라인 바카라물 필름으로 사용될 수 있음을 입증해야합니다

위의 관점에서, AIST의 Ultrafine Profile 측정 연구 연구소는 오존 온라인 바카라 용광로를 성공적으로 개발하고 공정 조건을 최적화했으며, 고농도의 오존을 사용하여 장치 품질의 온라인 바카라 실리콘 필름을위한 저온 제조 공정을 성공적으로 개발했습니다

기존의 산소 열 온라인 바카라 방법은 퍼니스의 전체 내벽이 상기 언급 된 바와 같이 고온 공정 온도로 유지되는 열벽 유형의 온라인 바카라 용광로를 사용하지만, 고농도의 오존이 이러한 용광로로 도입 될 때, 오존은 내부 벽으로부터 수용된 열에 도달하기 전의 실리콘 샘플에 도달하여 옥시를 전환되기 전입니다 새로 개발 된 온라인 바카라 용광로에서, 전체 용광로를 고온으로 가져 오는 대신, 농축 적외선 램프 빛은 감수기라고 불리는 열 흡수기에 조사되어 감수자 만 가열되며, 그것과 접촉하는 실리콘은 간접적으로 가열된다 감수자 이외의 모든 부품은 열을 전달하기 어려운 석영으로 만들어 지므로, 높은 농도 오존은 샘플 직전까지 고온에 노출되지 않으며, 약 1,000 pa의 고압에서도 고농도가 공급됩니다 1

이번에 개발 된 온라인 바카라 용광로를 사용하여 온라인 바카라 실리콘 필름을 제조 할 때 온라인 바카라 온도에 의한 온라인 바카라물 필름 성장 속도를 나타내는 그래프는 [도 2]이다 그림의 점선은 문헌에서 취한 종래의 산소 열 온라인 바카라 방법 (900 ℃)에 의한 성장 속도의 대표적인 값을 보여준다 이 그림으로부터, 고농도의 오존 온라인 바카라 방법은 400 ℃의 저온에서 기존 방법과 비교할 수있는 온라인 바카라물 필름 성장 속도를 달성한다는 것을 알 수있다 오존 온라인 바카라에서의 온라인 바카라 속도의 촉진은 오존의 반응성이 높을뿐만 아니라 활성화 에너지라고하는 반응을 위해 반응하기 위해 반응 해야하는 에너지 장벽이 산소보다 약 1/4이 낮기 때문에 저온에서 반응하기가 더 쉬워지기 때문입니다 특히, 이것은 온도에 따른 온라인 바카라 속도가 작고, 오존 온라인 바카라에서, 불균일 온도로 인한 온라인 바카라물 필름의 균일 성은 덜 저하 될 것으로 예상되며, 이는 미래에 대규모 샘플에 새로운 공정을 적용 할 때 유리한 요인이 될 것으로 예상된다

그림 1 기존의 온라인 바카라 용광로와 새로운 오존 온라인 바카라 용광로 비교

그림 2 온라인 바카라물 성장 속도의 온도 의존성

고농도의 오존 온라인 바카라 용광로에서 생성 된 실리콘 온라인 바카라물 필름의 품질은 온라인 바카라물 필름의 알루미늄과 같은 금속 전극을 증발시켜 "금속-온라인 바카라물-실리콘 구조"(MIS 구조)를 생성하고 전기 특성을 측정함으로써 조사 될 수있다 측정 된 주요 전기 특성은 커패시턴스-전압 특성, 누출 전류-전압 특성 등이며, 이러한 값은 온라인 바카라물 실리콘 인터페이스 (인터페이스 상태 밀도), 온라인 바카라물 필름 (고정 전하 밀도) 및 붕괴의 양과 같은 장치 특성에 유의 한 영향을 미치는 특성 값을 나타냅니다 고농도의 오존을 사용하여 400 ℃에서 만든 온라인 바카라물 필름의 경우, 이들 값은 각각 5 × 10¹⁰CM^-2EV^-1보다 작다 (d_it), 10 × 10¹CM^-2아래 (n_f), 13 mv/cm 이상 (E_BD), 둘 다 장치 품질 온라인 바카라물 필름에 필요한 수준을 충족했습니다 무화과 3

또한, 이러한 특징적인 값은 600 ° C에서 생성 된 온라인 바카라물 필름, 특히 E_BD14mv/cm 이상이며, 기존의 방법에 의해 생성 된 온라인 바카라물 필름의 특성을 초과하는 고품질 필름입니다

일반적으로 저온에서 온라인 바카라 될 때 혈장 등을 사용하여 반응을 활성화해야하지만 혈장의 이온이 샘플에 부딪히면 온라인 바카라물 필름이 손상 될 가능성이 높습니다 오존 온라인 바카라는 이러한 활성화 수단의 도움을 필요로하지 않으며, 손상 감소가있는 고품질 온라인 바카라물 필름을 얻을 수 있다는 이점이 있습니다

결과적으로, 이번에 성공적으로 개발 된 고농도의 오존 온라인 바카라 공정이 기존의 방법보다 현저히 낮은 공정 조건 하에서 장치-품질 질 온라인 바카라물 필름의 제조에 적용될 수 있음이 입증되었다

그림 3 MIS 구조 및 오존 온라인 바카라물 필름 (필름 두께 5Nm)의 전기적 특성 400 ° C에서 제작 (전기 커패시턴스 - 전압 특성, 누설 전류 - 전압 특성)

이번에 개발 된 고전성 오존 온라인 바카라 공정의 매우 낮은 온도 공정에도 불구하고, 고품질 온라인 바카라물 필름을 제조 할 수 있으며,이 과정은 미래에 다양한 온라인 바카라 공정에 적용함으로써 획기적인 온도 감소를 달성 할 것으로 예상된다 우리는 예제를 취함으로써 이것을 설명 할 것입니다 무화과 4

하나는 액정 패널 등을 제어하는 데 사용되는 박막 트랜지스터 (TFT)를 GATE 온라인 바카라물 필름 제조 과정에 적용하는 것입니다 액정 패널의 크기와 속도가 증가함에 따라 큰 유리 기판에서 차세대 고성능 TFT를 제조하는 기술 개발이 현재 고려되고 있습니다 그러나, 액정 패널에 사용되는 상대적으로 낮은 품질의 유리 기판은 고온 공정을 견딜 수 없기 때문에 약 400 ℃의 저온에서 고품질 출구 필름을 생성 할 수있는 공정을 개발해야한다 지금까지 언급 한 바와 같이, AIST가 개발 한 고 농도 오존 온라인 바카라 공정은 액정 패널에 대한 고성능 TFT의 개발에 많은 도전을 해결할 것으로 예상되므로 향후 이러한 문제를 염두에두고 연구 개발을 계속할 계획이다

또 다른 예는 플래시 메모리와 같은 비 휘발성 메모리를 위해 고성능 출구 필름을 제작하는 프로세스에 적용됩니다 비 휘발성 메모리의 GATE OXIDE 필름은 최신 논리 장치 및 DRAM 팁 장치의 두께보다 여러 배 더 두껍지 만 누출 전류 값이 낮고 고장 전압과 같은 온라인 바카라물 필름의 높은 신뢰성이 필요합니다 AIST가 개발 한 고농도의 오존 온라인 바카라 공정은 이러한 문제를 해결할 수있는 단서를 제공 할 것으로 예상됩니다

또한, 우리는 AIST의 역할은 또한 오존 온라인 바카라 방법의 특징을 활용하는 것이라고 믿고 있으며, 이는 매우 얇고 고품질 온라인 바카라물 필름의 생산을 허용하고, 나노 기술 연구 및 발달의 기초를 지원하는 나노 스케일 표준 재료 (초기 필름 규모)로서 고품질의 실리콘 옥사이드 필름을 생산하고 공급할 수 있습니다

또한, 이러한 결과 중 일부는 American Physics Association의 저널 "Applied Physics Letters"에 발표 될 예정이며 다음 달에 발표되지 않은 문제 (아직 결정되지 않은 문제), "솔리드 스테이트 요소 재료에 관한 국제 회의 (SSDM2002)" "2002 년 9 월 17 일부터 NAGOYA에서 개최 될 예정이며, Semiconductor Ondertes (RTP2002)에서 열린 제 10 회 국제 회의에서 발표 될 예정입니다 2002 년 9 월 24 일부터 캐나다 밴쿠버

그림 4 고농도 오존 온라인 바카라 공정의 적용의 예