半導体用語集

RTO

英語表記:Rapid Thermal Oxidation

シリコン素子においては、高集積化、高性能化、高速化の要請により、不純物ドープ層は薄く・高濃度に、さらに、絶縁膜は薄く制御する必要がある。GaAsを代表とする化合物半導体においてはV族元素が高い蒸気圧を持ち,これが容易に解離することから、高温プロセスではV族元素の解離抑制策が要請される。
従来のホットウォール型電気炉を用いた熱酸化技術を用いた場合には、シリコンプロセスでは、薄い酸化膜を制御性良く形成する方法として、(I)酸化温度の低温化、(2)低酸素分圧雰囲気での高温酸化が利用可能な技術であるが、前者では膜質の低下、後者では高温・長時間の熱処理による不純物の再分布が問題となる。多くの化合物半導体の高温プロセスでは、結晶構成元素の解離問題がこれに加わる。
近年ランプ加熱法による急速加熱装置を用い、短時間の熱処理が可能となった。これを熱酸化に応用した技術はRTOと呼ばれ、(1)制御性よく高温・短時間の熱処理が可能、(2)雰囲気ガスの制御性が高い、(3)コールドウォールプロセスである、などの特徴を持つ。
RTOが持つこれらの特徴は、上に述べた半導体プロセスに対する厳しい要請を満足するのに有効である。すなわち、シリコンプロセスでは、(1)の特徴が高品質の酸化膜形成を可能とするとともに、薄い酸化膜の形成および不純物などの再分布問題の抑制を可能とする。また、(2)および(3)の特徴が、微量の不純物汚染を防止することを可能とする。化合物半導体プロセスでは、短時間熱処理が可能なことから、変成層形成の抑制に有効である。


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