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J-GLOBAL ID：202202259798455269   整理番号：22A1065492

コバルトのプラズマ増強原子層堆積における自己制限窒素/水素プラズマラジカル化学【JST・京大機械翻訳】

Self-limiting nitrogen/hydrogen plasma radical chemistry in plasma-enhanced atomic layer deposition of cobalt

著者 (4件)： Liu Ji (Tyndall National Institute, University College Cork, Lee Maltings, Dyke Parade, Cork, T12 R5CP, Ireland. [e-mail]) ,  Lu Hongliang ,  Zhang David Wei ,  Nolan Michael
資料名： Nanoscale  (Nanoscale)
巻： 14  号： 12  ページ： 4712-4725  発行年： 2022年 
JST資料番号： W2323A  ISSN： 2040-3364  CODEN： NANOHL  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： コバルト(Co)は相互接続のための銅の置換における潜在的候補であり,20年以上にわたって半導体産業における溝に応用されている。O-汚染を避けるため,金属の薄膜のプラズマ増強原子層堆積(PE-ALD)において,非酸化反応物が必要とされる。CoのPE-ALDはNH_3のプラズマ源またはN_2とH_2の混合物で実験的に実証されているが,成長機構と鍵となる反応は明確ではない。本研究では,金属前駆体(CoCp_2)処理Co(001)とCo(100)表面におけるプラズマ生成優勢種,すなわちラジカル提案した反応機構は,(1)Nラジカルがピリジン(C_5H_5N)形成と脱着を介して表面結合Cp配位子(もし)を除去するのに重要な役割を果たし,一方,HラジカルはCpH形成と脱着によりCp配位子を除去する吸熱反応を有する;(2)表面NH_x化学種はNH_3形成と脱着により,Hラジカルによって除去された。これらの重要な反応のシミュレーションは,Co(001)表面上で,金属前駆体パルス後の残りのCp配位子と表面NH_x化学種が,NとHラジカルで完全に除去され,3.03Conm-2の被覆率でCo(001)表面上に析出したCo原子をもたらすことを示す。しかし,Co(100)表面上では,表面NH_2化学種は,NH_3生成と脱着によって,全体的に吸熱反応のために完全には除去できない。代わりに,HラジカルはトレンチN種と反応し,金属前駆体パルス中のH移動から生じ,NHを形成する。これらのトレンチN化学種はCo(100)表面では完全には除去できず,堆積したCo薄膜中のN不純物の源になる。ポストプラズマ段階では,金属表面はNH_x終端でプラズマ発生のNHラジカルで被覆され,次の堆積サイクルに準備される。著者らのDFT結果は,NH_x種を生成するアンモニアまたはH_2/N_2プラズマが,Coメタロセン前駆体を用いて高品質で低不純物のCo薄膜を堆積するのに必要である理由を明らかにし,説明する。Copyright 2022 Royal Society of Chemistry All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 酸化 ,  *プラズマ ,  薄膜 ,  不純物 ,  *ラジカル ,  *コバルト ,  *窒素 ,  銅 ,  アンモニア ,  プラズマ源 ,  反応機構 ,  パルス ,  吸熱反応 ,  前駆体 ,  化学種

分類 (2件)： 薄膜成長技術・装置  (BK14020I) ,  太陽電池  (NC03084O)

タイトルに関連する用語 (10件)： コバルト ,  プラズマ ,  増強 ,  原子層堆積 ,  自己 ,  制限 ,  窒素 ,  水素プラズマ ,  ラジカル ,  化学