ALD (原子層堆積法) の基礎と高品質膜化および最新動向

Atomic Layer Deposition (ALD、原子層堆積法) による薄膜合成は、ナノメートルレベルでの膜厚制御性、膜厚均一性などから、ULSIゲート酸化膜形成、メモリキャパシタ形成などに応用展開されている技術です。しかし、そのプロセスは、原料の供給、パージ、反応性ガスの供給、パージなどからなり、各段階での条件設定は、これまでの類似手法であるChemical Vapor Deposition (CVD、気相薄膜形成法) と比較して、かなり複雑であり、速度論の基礎的知識なしには容易に最適化を達成できません。 　このため、本講座では、まずALDの基礎知識として、CVDの速度論から説明を行い、CVD/ALDプロセスの開発・解析能力を養うことを目標とします。また、ALDプロセスの理想と実際について、原理およびメカニズムから詳しく解説を行い、新たにALDプロセス開発・製品応用に関わる方の一助となるよう配慮した講義を行います。

1. 第1部 薄膜作製の基礎
   1. 薄膜作製入門
      1. 薄膜の種類と用途
      2. 代表的な半導体デバイスにおける薄膜の用途と作製方法
      3. ウェットプロセスとドライプロセス
      4. PVDとCVD、ALD
   2. 真空の基礎知識
      1. 真空度とは
      2. 平均自由行程とクヌッセン数
      3. 真空の質と真空ポンプ、真空計
   3. PVDプロセス
      1. 真空蒸着の基礎
      2. スパッタリング
2. 第2部 ALD/CVDプロセスの反応機構と速度論
   1. ALDの基礎としてのCVDプロセス入門
      1. CVDプロセスの素過程
      2. CVDプロセスの速度論
         1. 製膜速度の温度依存性 – 表面反応律速と拡散律速
         2. 製膜速度の濃度依存性 – 1次反応とラングミュア・ヒンシェルウッド型反応
      3. CVDプロセスの均一性
   2. 表面・気相の反応機構解析入門
      1. 素反応機構と総括反応機構
      2. 気相反応の第一原理計算と精度
      3. 表面反応機構の量子化学的検討と実験的解析
3. 第3部 ALDプロセスの基礎と展開
   1. ALDプロセスの基礎
      1. ALDプロセスの基礎理論と製膜特性
      2. ALDプロセスの理想と現実
         1. ALDプロセスの温度依存性
         2. ALDプロセスの均一性
         3. ALDプロセスの量産性
   2. ALDプロセスの応用と展開
      1. ALDプロセスの応用用途
      2. ALDプロセスの解析手法と最適化
         1. Quartz Crystal Microbalance (QCM) によるその場観察と最適化
         2. 製膜遅れ時間 (Incubation Time) の観測と最適化
      3. 新しいALD技術
         1. プラズマALD、プラズマALE、ホットワイヤーALD
         2. Spatial ALD
      4. ALD国際会議について

Q&A

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(継続的なメールでのQ&Aではなく、短時間ミーティングによるQ&Aを講師が希望しています。)