シリコンエピタキシャル成長の数値計算と予測技術 Numerical Approach for Modeling and Designing Silicon Epitaxial Growth

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抄録

常圧 SiHCl<SUB>3</SUB>-H<SUB>2</SUB>系シリコンエピタキシャル成長に関わる輸送現象とシリコン基板表面の化学反応のモデル化により, 幅広い成長温度 (1073-1398K), SiHCl<SUB>3</SUB>ガス濃度, 基板回転数にわたりエピタキシャル成長速度予測が可能となった.併せて, コールドウォールの水平型エピタキシャル成長装置における成長原料ガス (SiHCl<SUB>3</SUB>) およびドーパントガス (B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB>) に対する基板回転と熱拡散現象の影響を考察した.拡散現象と熱拡散現象による流束の比率, 気相から基板表面へのガス輸送と基板表面の化学反応の比率を検討し, 原料ガス供給量に対するエピタキシャル成長速度の非直線的変化が輸送現象および表面反応に起因することを示した.最後に, シリコンエピタキシャル成長における今後の研究の展望について記した.

Transport phenomena and chemical reactions relating to silicon epitaxial thin film growth at 1073-1398 K in a SiHCl<SUB>3</SUB>-H<SUB>2</SUB> system with dopant gas of B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> under atmospheric pressure are studied theoretically and experimentally for a cold-wall horizontal single-wafer reactor. The effects of substrate rotation and thermal diffusion on SiHCl<SUB>3</SUB> gas and B<SUB>2</SUB>H<SUB>6</SUB> gas are discussed. The nonlinear increase in silicon epitaxial growth rate with SiHCl<SUB>3</SUB> concentration at the inlet of the reactor is discussed by investigating changes in the transport of the chemical species to the substrate surface, and the saturationof chemisorbed species at the surface. Indicators for the rate limiting factor for species transport and reaction are discussed to investigate the saturation of the epitaxial growth rate, and are shown to be effective for quantitatively describing the rate limiting process. Various phenomena to be modeled in epitaxy are also addressed.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 24(4), 527-537, 1998-07-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  57件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002835537
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4507321
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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