| Project/Area Number |
01065003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Musashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
服部 健雄 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10061516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森木 一紀 武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (60166395)
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| Project Period (FY) |
1989 – 1991
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1991)
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| Budget Amount *help |
¥240,000,000 (Direct Cost: ¥240,000,000)
Fiscal Year 1991: ¥36,000,000 (Direct Cost: ¥36,000,000)
Fiscal Year 1990: ¥80,000,000 (Direct Cost: ¥80,000,000)
Fiscal Year 1989: ¥124,000,000 (Direct Cost: ¥124,000,000)
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| Keywords | X線光電子分光法 / 角度分解X線光電子分光法 / 赤外全反射吸収測定法 / シリコン表面の清浄化 / シリコン自然酸化膜 / シリコンの初期酸化 / シリコン酸化膜 / シリコン界面 / シリコンー水素結合 / 全外全反射吸収測定法 / 真空紫外域反射測定法 / シリコン酸化膜の光吸収 / シリコンーシリコン結合 / 光電子分光法 / XPS / 単色化X線励起光電子分光法 / シリコン酸化膜@シリコン界面 / 熱酸化膜 / 自然酸化膜 / シンクロトロン軌道放射光 |
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| Research Abstract |
本年度は、シリコン表面の清浄化、SiO_2/Si界面および界面近傍の不完全構造に関して詳細な検討を行った後に、その結果に基づいてシリコンの初期酸化過程を詳細に調べた。先ず、清浄なシリコン表面の初期酸化過程を調べるために、シリコン表面を清浄化する方法の中で最もよく使用されている白木法について検討した。すなわち、白木法で清浄化したシリコン表面上に800℃において形成した膜厚1.5nmの熱酸化膜の不完全構造が最も少なくなる自然酸化膜の熱分解温度、自然酸化膜の形成条件を、角度分解X線光電子分光法および走査トンネル顕微鏡により調べた。その結果、白木法で清浄化したシリコン表面上に形成した熱酸化膜の膜質は、自然酸化膜を弗酸で除去後に形成した熱酸化膜の膜質に劣ることが明らかになった。次に、溶液中で形成される自然酸化膜の中のSiーH結合量を種々の溶液について調べた結果、硫酸過水中で形成した自然酸化膜中および界面のSiーH結合量が極めて少ないことをX線光電子分光法および赤外全反射吸収測定法により見出した。この自然酸化膜を基準試料として用いることにより、極薄酸化膜中および界面におけるSiーH結合量の定量的な検討が可能となった。さらに、白木法では原子レベルで平坦で清浄なシリコン表面を得にくいことから、弗化アンモニウム処理により得られる原子レベルで平坦な水素終端したシリコン(111)表面の初期酸化過程を調べた。高品質の極薄熱酸化膜を形成することを最終目標としているので、熱分解反応の起こりにくい133Paの酸素ガス中において光による局所加熱により300℃において初期酸化過程を調べた。その結果、酸化速度、シリコン原子と酸素原子からの光電子スペクトルの強度比から、1層のSiO_2膜の形成過程が4段階に分れることを発見した。水素終端した原子レベルで平坦なSi(111)面の初期窒化過程についても検討を行った。
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