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» 2018年11月12日 11時30分 公開

湯之上隆のナノフォーカス(6) ドライエッチング技術のイノベーション史(6):アトミックレイヤーエッチングとドライエッチング技術の未来展望 (2/5)

[湯之上隆(微細加工研究所), 有門経敏(Tech Trend Analysis),EE Times Japan]

ALEの3回のブーム

 Yoderの発明の後、半導体の世界でALEは、どのように研究開発されていったのだろうか? 筆者らは、「グーグルスカラー」を用いて、主としてALEの論文が、何年に、何件、発表されているかを調査した。

 日本では、1990年に東芝出身で広島大学の堀池靖浩教授(当時)らが「デジタルエッチング」と称して盛んに学会や論文発表を行った1)。そのため、日本では、1990年代中旬に、デジタルエッチングがブームとなった記憶がある。

1)Hiroyuki Sakaue, Seiji Iseda, Kazushi Asami, Jirou Yamamoto, Masatake Hirose and Yasuhiro Horiike, “Atomic layer Controlled Digital Etching of Silicon”, Japanese Journal of Applied physics. Vol.29 Part 1. No.11.


 そこで、まず、デジタルエッチングとALEについて、グーグルスカラーを用いて、その論文数の推移を調べてみた(図3)。その結果、ALEとデジタルエッチングの合計の論文数から、1990〜2000年に第1次ブーム、2005〜2011年に第2次ブーム、2012年以降に第3次ブームがあることが明らかになった。

図3:Digital Etching とALE論文数(クリックで拡大) 出典:グーグルスカラーによる検索等を基に筆者作成

 次に、上記で検索した論文数を、日本と米国に分けてプロットしてみた(図4)。その結果、2013年に日本に局所的なピークがあることを除けば、日米の傾向には大きな差がないことが分かった。

図4:Digital Etching & ALE論文数の日米比較(クリックで拡大) 出典:グーグルスカラーによる検索等を基に筆者作成

 さらに、聞き取り調査の結果、2013年に米Lam ResearchのCTO(最高技術責任者)であるR.A.GottchoがAmerican Vacuum Society(AVS)で学会発表を行い2)、同年にLam ResearchのK.J.KanarikがSolid State Technologyに論文発表3)したことがトリガーとなって、2014年以降の爆発的な第3次ブームが起きたことが明らかになった。

2)R.A.Gottsho, K.J.Kanarik, and S.Sriraman, AVS (American Vacuum Society) 60th International Symposium & Exhibition, Long Beach, CA, 2013.
3)K.J.Kanarik, S.Tan, J.Holland, A.Eppler, V.Vahedi, J. Marks, and R.A.Gottscho, Solid State Technology, Atmic Layer Etch p.14 (2013).


 現在は、まさに第3次ブームの真只中にいる。しかし、第1次ブームの時にも問題になったことは、デジタルエッチングやALEを、一体どの半導体デバイスの、どのプロセスに使うのかということだった。結局、第1次ブームの時には、そのアプリケーションが見つからず、単なるブームとして終息した。

 ところが、今回の第3次ブームにおいては、2016年に先端ロジックメーカーが、コンタクトホールの開口にALEを用いたことが分かった。とうとう、ALEが量産適用されたのである。その詳細を紹介する前に、再度、ALEの原理について説明したい。

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