＜はじめに＞

現在、SiO₂膜の形成には、主に熱酸化法が用いられている。しかし、この方法では900～1100°Cもの高温を要し、その高温故に不純物拡散が無視できず、又多くの経費と時間が必要とされる。これに対し我々は、これまでSiO₂膜を室温で形成する目的で、ArFエキシマレーザーや172nm誘電体バリア放電ランプ光でNF₃とN₂OもしくはO₂ガスを励起し、この系内に置かれたシリコン基板と化学反応させて、シリコン基板上に連続的にSiO₂ 膜を形成させてきた^[1][2]。

今回は172nm誘電体バリア放電ランプとNF₃とO₂ガスを用いて作成した膜を大気中で加熱し、処理と未処理の試料との特性比較を行ったので報告する。

＜実験方法及び結果＞

Si基板の置かれたチャンバー内にNF₃とO₂の混合ガスを封入する。そこへ172nmVUVランプ光を照射すると、FとNO₂が生成する。このFがSi基板をエッチングしてSiFnを生成し、エッチングされたばかりのSi基板上に吸着する。このSiFnが雰囲気ガス中のNO₂と酸化反応を起こしてSiO₂膜が形成する。この吸着と酸化が自発的かつ連続的に行われ、SiO₂の多層膜が形成される。Fig.1に加熱処理後の膜のC-V特性を、Fig.2に比加熱の膜のC-V特性を示す。この時の実験条件は、混合ガス比がNF₃：O₂=15：1、計320[torr]封入し、5分間照射した後、5分間反応させた。その後大気中で120°Cで4時間加熱した。その結果加熱することにより膜の比誘電率は6.96から6.56に減少した。