用語集

A

吸収

ある物質の分子を別の物質に直接取り込むこと。吸収は物理的または化学的なプロセスであり、物理的な吸収には溶解度と蒸気圧の関係などの要因が関連し、化学的な吸収には吸収される物質と吸収媒体間の化学反応が関連します。

吸着

液体、気体、または溶解物質が固体表面に接着すること。吸収との違いに注意。

ALCVD

原子層化学気相成長法(ALCVD)。原子層堆積法(ALD)と同義。

ALD

原子層堆積法(Atomic Layer Deposition)。物質の各原子層の堆積を、前蒸着した前駆体の蒸着層で制御する堆積法。前駆体と各種の薄膜成分を交互に適用し、ステップを 100% 網羅する、極めて形状一致性に優れた方式です。MOS ゲートの代替絶縁膜の堆積などの用途に使用されます。

ALE

原子層エピタキシー法。エピタキシャル層を形成する原子層堆積プロセス。

異方性エッチング

表面に垂直な方向のエッチングを、表面に平行な方向より大幅に速く実行するエッチング手法。アンダーカッティングがないため、パターンの横方向の歪みが最小限になります。この手法は、形状を極めて綿密に定義する場合に必要になります。

アニール

ウエハーの熱処理。ウエハーの表面またはバルク内で処理される材質や構造の特性を変化させるために実行します。

APCVD

常圧化学気相成長法(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)。化学気相成長のプロセスを大気圧下で実行する手法。通常、低圧 CVD(LPCVD)に比べると、薄膜の品質および塗膜の形状一致性に劣ります。

アッシング

酸素プラズマアッシングなどの強い酸化雰囲気を使用して、ウエハー表面から有機材料(フォトレジストなど)を揮発除去する処理。

B

バリアメタル

チタン(TiN)などの金属の薄層。他の金属と半導体(または絶縁体)の間に挟み、スパイキングなど上下の層の間で発生するおそれのある有害な作用を防止します。

バッチプロセス

複数のウエハーを同時に処理するプロセス。シングルウエハープロセスの対義語。加熱炉内での熱酸化(水平または垂直方向)など。

BPSG

ホウリンケイ酸塩ガラス(Boron Phosphor Silicate Glass)。二酸化ケイ素(シリカ)にホウ素とリンを加え、ガラス(酸化物)の液化を純粋な SiO2 用の約 950℃から 500℃ に低下させたガラス薄膜。CVD 法によって形成され、表面の平坦化に使用されます。

バブラー

液体を含むコンテナで、その中を特定の種類の不活性キャリアガスが通過することにより、内部の液体の部分的な圧力がプロセスチューブや反応容器に移送されます。

C

CAIBE

化学支援イオンビームエッチング

キャリアガス

他の要素を処理槽やチューブに輸送するために使用される不活性ガス。

CBE

化学線エピタキシー法

化学エッチング

エッチング種として使用する化学物質と被エッチング材料の化学反応を通じてエッチングするプロセス。形状には等方性があり、選択的です。

化学吸着

種(吸着物)と固体表面の間で化学結合を形成し、吸着物を表面に吸着させること。

クリーンルーム クラス

米国連邦政府規定 FED-STD-209。立方体空間内の浮遊粒子のサイズと数、および分布を、クラス別に定義した基準です。

CMOS

相補型金属酸化膜半導体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)。N チャネルと P チャネルの MOS トランジスタの組み合わせで構成されるロジックファミリ。

CMP

化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)または化学機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization)。固体表面の平坦化と金属配線パターンの定義を目的として、固体表面層を化学機械的な研磨により除去する手法。IC 製造の後工程の主要プロセス。

化合物半導体

2 つ以上の要素を使用して形成される半導体。化合物半導体は、自然界には存在しません。元素周期律表の第 II~VI 族の元素の組み合わせ(III 族と V 族を組み合わせた III-V 族化合物、II 族と VI 族を組み合わせた II-VI 族化合物など)で合成されます。

総所有コスト

資本設備をその製品寿命が終了するまで所有することで、製造業者に生じる初期費用、年間運用費などのコストの総計。

極低温ポンプ

10-3~10-10 Torr の圧力下で使用される高真空ポンプ。ガス分子を冷却面で捉えて除去します。効率的かつ清潔で、半導体製造のハイエンド真空装置で一般的に使用されます。

CVD

化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition)。ウエハー表面に絶縁被膜や金属絶縁体を高温で蒸着させるガス処理プロセス。通常、化学反応を促すために減圧して使用されます。

D

拡散

シリコンウエハー面に薄いシリコン層を新たに焼き付けるか、結合するプロセス。拡散炉内の高圧酸化および急速熱加工を通じて実行されます。

ドーパント

自由正孔(P 型)または電子(N 型)を結晶に与え、半導体材料の電気伝導度を変化させる要素。P 型のシリコンドーピングには通常ホウ素、N 型にはヒ素、リン、およびアンチモンが使用されます。

ドーピング

半導体にドーパントを適用して N 型または P 型のキャリア濃度を高めることにより、その電気的特性を変更する処理。ドーピングは通常、拡散やイオン注入のプロセスで達成されます。

ドレイン

電界効果トランジスタ内のチャネルの端に位置する半導体基板の重ドーピング領域。キャリアはドレインを通じてトランジスタから流出します。

DRIE

深堀り反応性イオンエッチング(Deep Reactive Ion Etching)。シリコンに深い幾何学的形状を描くエッチング手法。MEMS 構造体の成型に必要です。

ドライエッチング

ガス相で実施されるエッチングプロセス。化学的手法(プラズマエッチング)、物理的手法(イオンミリング)、および両方の組み合わせ(反応性イオンエッチング:RIE)があります。

ドライポンプ

完全に乾燥した(オイル蒸気がない)粗引きポンプ。最高真空度は約 10-3 Torr。ねじ型ローターでガス分子を排出できるオイルフリーのドライスクリューポンプとして、高度な半導体プロセス機器で一般的になりつつあります。

E

エピタキシャル層

基板(ウエハー)と同じ結晶方位を持つ、成長した結晶層。通常ドーピングされます。Epi とも呼ばれます。

エピタキシー

単結晶基板上に単結晶の薄膜層を堆積させるプロセス。エピタキシャル成長は、基板の結晶構造を成長物質で再現することにより発生します。基板の結晶欠陥も再現されます。

エッチング

酸化物やその他の薄膜などの物質を、化学的手段あるいは電解質やプラズマ(イオン衝撃)を用いて除去するプロセス。

F

FET

電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor)。出力電流(ソースドレイン電流)をゲート電圧で制御するトランジスタ。MOS 構造型(MOSFET)、pn 接合型(JFET)、および金属・半導体接触型(MESFET)があります。FET はユニポーラトランジスタであり、電流は多数キャリアのみで制御されます。

FTIR

フーリエ変換赤外分光法(Fourier-Transform Infrared Spectroscopy)。スペクトル吸収帯の分析に基づいて物質組成を調査するために使用される材料特性評価法。フーリエ変換分光計を使用します。試料は赤外放射を透過する必要があります。

半導体デバイス製造において、組成物を厳密に管理してウエハーを高温処理するために使用される設備。重加熱コイルを使用するため、ウエハー温度の急激な変化が防止されます。このプロセスのサーマルバジェットは高く、低サーマルバジェットの代替プロセスとして RTP があります。

水平炉

プロセスチューブが横向きに配置され、各ウエハーを縦にして互いに重ならないようにボート内に収容するタイプの半導体ウエハー高温処理炉。熱酸化、CVD、拡散、およびアニールに使用されます。バッチプロセッサの一種で、別構成として垂直炉があります。

垂直炉

垂直方向のプロセスチューブ内に、各ウエハーを水平にして収容するタイプの半導体ウエハー高温処理炉。水平炉に比べ加熱均一性に優れ、ウエハーの自動ロードとフットプリントに互換性があります。水平に保持されるウエハーの反りを防止する必要があります。バッチプロセッサの一種。

G

ゲート

電界効果トランジスタ(FET)内で出力電流(チャネル内のキャリアの流れ)を制御するために使用される構造。MOSFET ではゲート接触と酸化薄膜、MESFET ではショットキ(Schottky)接触、JFET ゲートは金属と pn 接合で構成されています。

ゲート酸化膜

半導体基板からゲートの電極(端子)を分離する熱酸化膜の薄層。

H

HDP

高密度プラズマ(High Density Plasma)。自由電子濃度が高く、それゆえにイオン濃度が高いプラズマ。

HDPCVD

高密度プラズマ化学気相成長法

I

ICP

誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma)。半導体プロセス、特にエッチングで使用される高密度プラズマ。

インプラ

イオン注入プロセスに使用するツール。

イオン注入

半導体材料にドーパントを追加する手法の 1 つ。荷電粒子(イオン)を電界で、半導体材料に向けて加速します。特に薄いドーピング領域の形成に適しています。このプロセスはドーピングの拡散法に比べ、はるかに高精度です。

J

JFET

接合電界効果トランジスタ(Junction Field Effect Transistor)。チャネルとその電気伝導度を、pn 接合に関連付けられた空間電荷領域の幅を変更することで制御する電界効果トランジスタ。

L

リソグラフィ

マスクからウエハーなど、1 つの媒体から他の媒体にパターンや画像を転写すること。転写手段として光が使用される場合は、「フォトリソグラフィ」と呼ばれます。サブミクロン単位の画像に用いられるプロセスは、「マイクロリソグラフィ」と呼ばれます。

LPCVD

低圧化学気相成長(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition)。化学気相成長のプロセスを、大気圧未満に減圧して実行する手法。

M

MBE

分子線エピタキシー法(Molecular Beam Epitaxy)。超高真空(10-8 Torr 未満)中で実施される物理気相成長プロセス(基本的に蒸着法)。基板温度は通常、800℃ を超過しません。成膜種の(分子)フローが遮られず、基板表面が化学的に清潔であることにより、極めて薄いエピタキシャル層の高度な成長制御が可能です。半導体プロセスで使用される、最も精度が高い気相成長法です。

MEMS

シリコンで微細加工されたマイクロ電子機械システム(Micro Electro Mechanical System)。通常は電子マイクロ回路と統合され、一般的にマイクロセンサ、マイクロアクチュエータのいずれかのカテゴリに分類されます。動作は用途に応じ、電気ひずみ、電磁/熱弾/圧電、またはピエゾ抵抗の効果に基づきます。

MESFET

金属半導体電界効果トランジスタ(Metal Semiconductor Field Effect Transistor)。ゲートとして金属・半導体接触(ショットキダイオード)を使用する FET。高品質の自然酸化物(GaAs など)を含まない半導体で実装されるため、MOS ゲート方式とは互換性がありません。

メタライズ

金属薄膜を堆積させ、特定の相互接続に合致するパターンを形成するプロセス。

MOCVD

有機金属化学気相成長法(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)。蒸着材料として有機金属化合物を使用する CVD 法。有機金属化合物は、他の金属を含む化合物より低い温度で分解します。通常、III-V 族半導体の極薄膜層のエピタキシャル成長に使用されます。

MOSFET

金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)。ゲートとして MOS 構造を使用する FET。ソースとドレイン間のチャネルを電流が流れます。チャネルは、ゲート接触に適切なポテンシャルを適用し、ゲート下の半導体表面を反転することによって形成されます。MOSFET 構造は Si と SiO2 のゲート酸化膜でほぼ一意に実装され、効率的なスイッチングデバイスとしてロジックとメモリのあらゆる用途に使用されています。PMOSFET(p チャネル、n 型 Si 基板)と NMOSFET(n チャネル、p 型 Si 基板)の組み合わせで、基本的な CMOS セルを形成します。

MPA

1 -メチルピロリジンアラン

MTBF

平均故障間隔(Mean Time Between Failures)。システムの各構成要素の故障率を合計した値の逆数です。

N

N 型半導体

同じ結晶内の他の原子より価電子が 1 つ多いドーパント原子を少量含む半導体結晶。この負の余剰電子は結合対象を見つけることができないため、自由に動き回って電流を構成します。シリコンの N 型ドーパントとしては、リンやヒ素が一般的です。

O

OMVPE

有機金属気相エピタキシー

酸化

酸素を他の元素と結合する化学プロセス。半導体関連では、酸素とシリコンの結合による二酸化ケイ素(SiO2)の生成を意味します。

酸化物

半導体用語として使用される場合、通常はシリコン酸化物(SiO2)を意味します。

酸化膜エッチング

二酸化ケイ素の除去。

P

P 型半導体

他の原子より外殻電子が 1 つ少ないドーパント原子を少量含む半導体結晶。個々のドーパント原子により、軌道に結びついている電子の間に正孔(ホール)と呼ばれる欠落部分が生まれます。このホールが正の電荷を持った粒子のように移動することで電流が生じます。シリコンの P 型ドーパントとしては、一般にホウ素が使用されます。

PDMAT

ペンタキス(ジメチルアミノ)タンタル

PECVD

プラズマ化学気相成長法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)。RF エネルギーを使用する低気圧化学気相成長法。

フォトレジスト

ウエハーや基板上に均一な薄膜として広がる感光液。焼成後にマスクを使って特定パターンを露光します。現像後の残存物質は、後続のエッチングやインプラントでも失われません。

物理エッチング

スパッタエッチング。化学的に不活性な加速イオン(Ar など)とエッチングした固体との間の物理的な相互作用(運動量移行)を通じたエッチングプロセス。異方性で非選択的です。

物理吸着

吸着物と表面の間の純粋に物理的な凝集力(ファンデルワールス力)に起因する最も弱い吸着形態。吸着物と表面の間に化学結合は形成されません。

プラズマ

イオン化した粒子から構成される導電性ガス。化学的または物理的な衝撃のプロセスを通じて、不要な物質をエッチングするために使用されます。プラズマエッチングは反応器内で実行され、バレル型と平行平板型があります。

プラズマエッチング

エッチング種を含むプラズマ中に半導体ウエハーを晒すドライエッチング。エッチングの化学反応が全方向に同じ速度で(等方的に)進行し、非常に選択性が高く、レジスト剥離のようなエッチングの方向(異方性)を問わない用途に適しています。

ポリシリコン

多結晶シリコン。ポリシリコンとも呼ばれます。多数の方向が一定しない結晶で構成されるシリコン。ドーピングしたポリシリコンは電気伝導体であり、通常、集積回路上の相互接続デバイス内で金属の代替として使用されます。

ppb

10 億分の1

ppm

100 万分の1

PVD

物理気相成長法(Physical Vapor Deposition)。ソースから基板への材料の物理移動(熱蒸発とスパッタ法など)を通じて薄膜を蒸着させる手法。蒸着材料の化学組成は、プロセスの工程で変化しません。

R

リモートプラズマ

ウエハーをプラズマ源から離れた(プラズマに直接晒されない)位置に置き、プラズマからイオン化した種を抽出してウエハーに向けることによって、エッチングなどの反応を起こさせるプラズマ処理モード。リモートプラズマのプロセスでは、プラズマで発生したイオンのエネルギーがウエハーに到達するまでに緩和されるため、標準的なプロセスに比べウエハー表面のダメージが抑えられます。

RIE

反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching)。プラズマエッチングの一種で、エッチング中に半導体ウエハーを RF 電極上に配置します。ウエハーに印加されるポテンシャルが、プラズマから抽出されウエハー表面に向かうエッチング種を加速します。ウエハー表面に垂直な方向に化学エッチング反応が優先的に発生するため、プラズマエッチングに比べ異方性が高く、選択性は低くなります。ウエハー表面にはエッチングによるダメージが残ります。半導体製造で最も一般的に使用されるエッチングモードです。

RTCVD

急速熱化学気相成長法(Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition)。CVD プロセスを高温で、非常に短い時間実行する手法。

RTP

急速熱処理(Rapid Thermal Processing)。高出力のハロゲン石英ランプから放射加熱することによって、ウエハーの温度を急激に高めるプロセスを表す一般的な用語。低サーマルバジェットのプロセスです。高温露出を要するタイプの半導体デバイス処理に活用できますが、ウエハーに大量の熱エネルギーを与えることは望ましくありません。

S

SACVD

選択化学気相成長法(Selective Area Chemical Vapor Deposition)。ウエハー表面の選択した領域だけに薄膜を蒸着させる CVD プロセス。領域は表面の化学組成によって制御され、局所的に変更可能です。

半導体

導体と絶縁体の両方の特性を持つ素材。一般的な半導体には、シリコンやゲルマニウムがあります。

ソース

FET(電界効果トランジスタ)の 3 つの端子の 1 つで、多数キャリアがチャネルに流入する重ドーピング領域です。

スピニング

ウエハー表面にフォトレジストを塗布するプロセス。

ストリッピング

ウエハー表面から物質を除去するプロセス。通常、パターン印加を目的としない除去(リソグラフィとエッチングの後に、レジスト全体を除去するレジスト剥離など)を意味します。

T

TBA

ターシャリーブチルヒ素(Tertiary-Butyl Arsine)

TBP

ターシャリーブチルフォスフィン(Tertiary-Butyl Phosphine)

TDEAH

テトラキス(ジエチルアミド)ハフニウム

TDMAT

テトラキス(ジメチルアミノ)チタン

TEGa

トリエチルガリウム

TEIn

トリエチルインジウム

TEMAH

テトラキス(エチルメチルアミノ)ハフニウム

TEOS

テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)4)。SiO2 の CVD(TEOS 酸化膜形成)プロセスで共通して使用されるガス状化合物。塗膜の形状一致性に優れ、比較的不活性。室温では液体で、約 700℃ で熱分解して SiO2 を形成します。プラズマ強化によって分解温度は 500℃ 以下になります。

TiN

窒化チタン:シリコンと金属接触を分離するバリア層として使用される伝導体(抵抗:30~70 micro ohm-cm)。融点 2950℃。LPCVD で形成されます。

TLV

許容濃度(Treshold Limit Value)

TMA

トリメチルアルミニウム

U

UDMH

非対称ジメチルヒドラジン

V

Via

導電性物質で満たされた回路層間のパス。

W

ウェットエッチング

液相での化学反応に依存する半導体処理のエッチングプロセス。等方性が高く、しかも極めて選択的です。