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国立大学法人東海国立大学機構 黑料网低温プラズマ科学研究センターのティ?トゥイ?ガー グエン 特任助教、堀 勝 教授、石川 健治 教授らの研究グループは、(株)日立製作所と(株)日立ハイテクとの共同研究で、フローティングワイヤープラズマへのアンモニア水蒸気导入により、3元金属炭化物（罢颈础濒颁）の表面変质层を形成し、この材料を挥発除去するドライエッチングに成功しました。本共同研究グループは、世界に先駆けて、シリコン半导体ゲート电极材料に用いられている金属窒化物の化学的ドライエッチングを実现してきました。今回、その技术をさらに进化させ、最先端シリコン半导体材料として有望である3元金属炭化物の原子层レベルでの微细加工に成功しました。
本研究で、スマートフォンやデータセンターで使用される、シリコン半导体集积回路の高性能化と、低消费电力化に必要なプラズマプロセス^注4）による材料の最先端微细加工技术を実现しました。この技術は、Society 5.0にて提唱されるスマートソサエティーに向けた技术开発が推进されることが期待されます。
本研究成果は、2022年11月26日付国際科学雑誌「Scientific Reports」に掲載されました。

【ポイント】

?高密度フローティングワイヤープラズマ^注1）を用いるドライエッチング^注2）技术を开発。
?3元金属炭化物（罢颈础濒颁）^注3）の挥発除去を実现。
?次世代シリコン半导体の加工の基盘技术として有望。

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【用语説明】

注1）フローティングワイヤプラズマ：
ガラス容器の中に，電気的に浮遊している導電性の細線（フローティングワイヤー）を設置して、その細線に高周波を誘導結合で電力を印加して、容器内に広範囲にプラズマを生成する方法。プラズマ生成する圧力範囲が大気圧（105　Pa）から低圧（数Pa）までと幅広く、特にこれまで困難とされている数100Paから数104 Paの圧力範囲で、高密度（～1015 cm-3）プラズマが生成でき、蒸気を原料とするプラズマの生成も実現可能とする独自開発した手法。

注2）ドライエッチング：
被加工材料をガス化して物质を除去する技术のこと。薬液を使って材料を溶解する场合はウェットエッチングなどと呼ばれ、水洗などの溶液プロセスが不要なため、ドライエッチングと呼ばれる。

注3）3元金属炭化物（罢颈础濒颁）：
本研究では罢颈と础濒、颁の3种类の元素を含んだ化合物のことで、金属元素である罢颈と础濒の両方を含む炭化物である。単纯な炭化物は、罢颈颁や础濒颁などの化学式で表される化合物である。一般的には、罢颈と础濒以外の金属元素を含んだ元素组成の组み合わせをもつ炭化物のこと。

注4）プラズマプロセス：
高周波放电などによりガスをプラズマ化して、ガスを原料とする化学活性なイオンや电荷中性化学种（ラジカルと総称）を用いて、热反応に依らずに、基板温度を比较的低温のままで、被加工物となる机能性材料に损伤を与えずに化学プロセス（製膜やエッチング）する方法。

【论文情报】

雑誌名：Scientific Reports (Nature Springer社　学術雑誌)
論文タイトル：Dry etching of ternary metal carbide TiAlC via surface modification using floating wire-assisted vapor plasma
著者：Thi-Thuy-Nga Nguyen,　Kenji Ishikawa，Masaru Hori(黑料网)
　　　Kazunori Shinoda, Hirotaka Hamamura(日立製作所)
　　　Kenji Maeda, Kenetsu Yokogawa, Masaru Izawa（日立ハイテク）
顿翱滨:　10.1038/蝉41598-022-24949-1　　
鲍搁尝:　

【研究代表者】