| Project/Area Number |
09750350
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Electronic materials/Electric materials
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
池田 浩也 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00262882)
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| Project Period (FY) |
1997 – 1998
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1998)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 1998: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 1997: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | シリコン酸化・窒化 / 表面反応 / HREELS / 水素終端シリコン / STM / STS / 一次元連鎖モデル / 表面ラフネス / バンド構造 / フラッシュメモリ / シリコン酸窒化過程 / 高分解能電子エネルギー損失分光法 / 走査トンネル顕微鏡・分光法 / 表面モホロジー / 表面電子状態 / 窒素ラジカル |
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| Research Abstract |
本年度は、シリコン酸化・酸窒化制御のための表面反応の解明を目的として、高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)による水素終端シリコン表面の初期酸化過程と、走査トンネル顕微鏡(STM)によるシリコン窒化・酸窒化に伴う表面モホロジーの変化について実験・解析を行った。
まず、室温における水素終端Si(100)表面の初期酸化過程を、水素・酸素の吸着状態に関するHREELS測定結果に一次元連鎖モデルを適応することにより解析した。その結果、モノハイドライド表面、ダイハイドライド表面とも、表面シリコン原子のバックボンドの一方に、優先的に酸素が吸着することを明らかにした。これは、シリコン清浄表面では現れない現象であり、水素原子による酸化過程制御の一端を示すものである。また、表面一層までは、酸化が層状に進行することも見出し、酸化膜/シリコン界面の急峻性にも有効であることを示した。
Si(100)清浄基板を350℃で窒化した場合、表面が一様に窒化されることを見出した。さらに、窒化初期には表面ラフネスの周期およびRMSが膜厚の増加に伴い大きくなるが、膜厚0.38nm(3ML)を境としてほぼ一定となることを見出した。この結果は、3MLまでの窒化では、窒素原子がシリコン表面構造を大きく変化させながら吸着することを示している。また走査トンネル分光(STS)測定により、3.7ML以上の窒化膜におけるバンド構造の形成を見出し、Si_3N_4膜が表面を一層覆うことによりバンドの形成が起こることを明らかにした。
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