New materials

[PY1-70] Analysis of the mechanism of silicon chlorination reactions by quantum chemical calculations

○Yoshiki Fujimura¹, Nilson Kunioshi¹, Akio Fuwa¹, Katsunori Yamaguchi¹ (1. Waseda University)

Keywords:Surface reaction, HCl etching, Adsorption reaction, Simulation

Si半導体は、多くの電気製品に用いられており、Si半導体の高品質化、経済性の向上が求められている。本研究では、Siウエハー製造フローにおいて重要な工程であるHClによるトリクロロシランの生成、HClエッチングにあたるSiの塩化反応に注目した。塩化反応は原子レベルの反応であり、多くの素反応がおこっているため、実験的な解析が難しく熱力学的な考察も難しい。したがって、本研究ではGaussian09を用い、計算レベルはB3LYP/6-32(d, p)を用いて、Si(100)面での塩化反応の反応解析により、塩化反応の反応機構と速度係数を求めることで、塩化反応のシミュレーションでの再現を目指す。先行研究より、塩化反応はSiCl₂*を反応中間体としていると考えられる。したがって、塩化反応はHCl吸着段階、SiCl₂*形成段階、SiCl₂*の脱着段階で進んでいくと考えた。今回は塩化反応において重要な役割をするHClの挙動を調べた。Si表面に何も吸着していない状態でHClが吸着する場合と、1つのHClが吸着した状態で2つ目のHClが吸着する場合の反応機構と速度係数を比較した。