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J-GLOBAL ID：202202230274755885   整理番号：22A0909527

非晶質HfO_2の増強された熱原子層エッチングの起源【JST・京大機械翻訳】

Origin of enhanced thermal atomic layer etching of amorphous HfO₂

著者 (3件)： Mullins Rita (Tyndall National Institute, University College Cork, Cork T12 R5CP, Ireland) ,  Gutierrez Moreno Jose Julio (Barcelona Supercomputing Center (BSC), C/Jordi Girona 31, 08034 Barcelona, Spain) ,  Nolan Michael (Tyndall National Institute, University College Cork, Cork T12 R5CP, Ireland)
資料名： Journal of Vacuum Science & Technology. A. Vacuum, Surfaces and Films  (Journal of Vacuum Science & Technology. A. Vacuum, Surfaces and Films)
巻： 40  号： 2  ページ： 022604-022604-10  発行年： 2022年 
JST資料番号： C0789B  ISSN： 0734-2101  CODEN： JVTAD6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： HfO_2は半導体デバイスに使用される高k材料である。ナノスケールデバイスサイズの高k材料の薄膜作製には,材料加工の原子レベルの制御が必要である。金属酸化物の熱原子層エッチング(ALE)は,材料の1つの単層まで除去でき,高温での逐次自己制限フッ素化と配位子交換反応によって達成できる。密度汎関数理論を用いた第一原理ベースの原子レベルのシミュレーションは,金属酸化物のエッチングを駆動する前駆体化学と反応に深い洞察を与えることができる。以前の研究では,結晶性HfO_2とZrO_2の熱ALEプロセスにおける第一段階におけるフッ化水素(HF)パルスを調べた。本研究では,第一原理シミュレーションを用いて非晶質HfO_2上のHFパルスを調べた。熱力学的方法論であるNatarajan-Elliott解析を用いて,ALEパルス中に起こる自己制限および自発的エッチングプロセスを表す反応モデルを比較した。非晶質HfO_2上のHFパルスに対して,自然エッチングを妨げる熱力学的障壁がALE関連温度で存在することを見出した。HFパルスの機構的詳細を理解するために,非晶質酸化物表面上のHF吸着計算を研究した。HF分子はHf-FとO-H結合を形成することによって解離的に吸着する。1.1±0.3~18.0±0.3HF/nm2の範囲のHF被覆率を調べ,分子および解離吸着HF分子の混合物がより高い被覆率で存在することを示した。非晶質HfO_2に対する-0.82±0.02Å/サイクルの理論エッチング速度を9.0±0.3Hf-F/nm2の最大被覆率を用いて計算した。この理論的エッチング速度は,以前に-0.61±0.02Å/サイクルで計算した結晶HfO_2の理論的エッチング速度よりも大きい。非晶質HfO_2中の配位原子とボイド領域はフッ素化中のより多くの結合部位を可能にするが,結晶性HfO_2は限られた数の吸着サイトを有する。Copyright 2022 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *エッチング ,  吸着 ,  *原子 ,  高温 ,  シミュレーション ,  フッ化水素 ,  金属酸化物 ,  フッ素化 ,  *非晶質 ,  結合部位 ,  パルス ,  加工速度 ,  密度汎関数法
準シソーラス用語： 吸着サイト ,  エッチング速度 ,  ナノスケール , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 固体デバイス製造技術一般  (NC03030V) ,  プラズマ応用  (BJ02110K)

タイトルに関連する用語 (4件)： 非晶質 ,  増強 ,  原子層エッチング ,  起源