半導体/MEMS/ディスプレイのWEBEXHIBITION（WEB展示会）による製品・サービスのマッチングサービス SEMI-NET（セミネット）

半導体用語集

レーザCVD

英語表記：laser CVD

CVD とは化学気相堆積法（Chemi-cal Vapor Deposition）のことである。
レーザ CVDでは、レーザのエネルギ
ーは原料ガスの分解や表面反応の促進などの励起に利用される。レーザCVDでは、通常の熱CVDにくらべて成長温度を低減でき、プラズマCVDと比較すると高エネルギーの荷電粒子を用いないために低損傷な成膜が行える。またインコヒーレントな光源を用いた通常の光CVDとくらべると、高光強度による成膜速度の高速化、集光ビームによる微小領域へのマスクレスでの直接的膜形成（直接描画）、マスク投影露光法による直接バターン形成が可能なことなど、多くの特徴がある。
レーザ CVDを薄膜の成長機構から分類した場合、気相励起法。吸着種励起法、基板加熱法の三つに分けられる。気相励起法では紫外レーザによる電子励起や赤外レーザによる振動励起によって、気相中のガス分子の反応や分解を促進する。この場合気相中で励起された種は空間中を大きく拡散するため、微細バターンの形成には適さず、大面積への均一な成膜に適している。吸着種励起法では、基板に吸着した分子の光分解反応を利用するため、分解生成物の拡散を無視できる。したがってレーザ光の空間強度分布を反映した微細バターン成膜を行うことができる。しかし原料ガスがレーザ光に対して気相中で強い吸収を持つ場合は、原料ガスの導入・ガス分子の表面物理吸着一気相中の余剰ガス分子の排気-レーザ光照射というプロセスを繰り返さなくてはならず、高速の成膜には適さない。もう一つの手法は、吸着ガス分子の吸収スペクトルのレッドシフトを利用することである。この場合は適当な波長のレーザを用いれば、基板に吸着した分子はレーザ光に吸収を持つが、気相中の分子は吸収を持たないため、ガスを封じ切りあるいはフローした状態でも、パターンのぼけや窓のくもりなどを防ぐことができる。基板加熱法では、レーザのエネルギーは基板表面で吸収され、それによって発生した熱が成膜に利用される。この場合は、直接描画によって高空間分解能で高速の成膜が行える。
レーザ CVDで成膜される材料の種類は、Si、III-VおよびII-VI族化合物半導体、金属、誘電体など多岐にわたる。光源も、赤外のCO₂、Nd：YAG、可視のAr⁺ レーザ、紫外のエキシマレーザなど多種類のものが利用可能である。気相励起法では、振動励起には赤外レーザが電子励起では紫外レーザが用いられる。吸着種励起法で、吸着種の吸収スペクトルのレッドシフトを利用する場合はレッドシフト量がさほど大きくないため、波長選択可能なレーザの利用が望まれる。基板加熱法では、原料ガス分子にまったく吸収を持たないレーザが用いられる。
またレーザにはCW 発振とパルス発振があるが、CW 発振は直接描画による高速成膜によく用いられる。一方パルス発振は、マスク投影によるパターン形成に適している。原料ガスは、アルキル化合物、水素化合物、ハロゲン化合物，金属カルボニル化合物、有機金属ガスなど多様なものが用いられる。したがって、所望する薄膜の種類や性質によって、レーザおよび原料ガスを吟味することが重要である。
レーザCVDのエレクトロニクス分野における最も主要な用途は、リングラフィ用マスクのリペア（修復）である。すでに LSIおよびLCD（液晶ディスプレイ）製造用マスクリペアの双方に対して、装置が製品化されている。また半導体集積回路の配線修正や局所絶縁にも利用されている。一方、原子相エピタキシー（AtomicLayer Epitaxy ： ALE）は将来の技術として期待される。

関連製品