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Oxidation kinetics of Si(110) surface and electrical properties of the oxide as a basis for next-generation CMOS devices

Research Project

Project/Area Number 19360015
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

SUEMITSU Maki  Tohoku University, 電気通信研究所, 教授 (00134057)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TERAOKA Yuden  独立行政法人日本原子力研究開機構, 放射光科学研究ユニット, サブリーダー (10343922)
ASAOKA Hidehito  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (40370340)
ENDO Tetsuo  東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 教授 (00271990)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2008: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
KeywordsSi(110) / 初期酸化 / リアルタイム光電子分光測定 / 「その場」走査トンネル顕微鏡測定 / Si(110)面 / Si酸化 / 光電子分光 / 放射光 / 酸化歪 / 表面再配列構造 / UVオゾン処理 / XPS, SR-XPS測定 / STM測定 / 初期酸化過程
Research Abstract

CMOS活性面として長く使われてきたSi(100)面の物性的限界に伴い, Si(110)面の使用が注目を集めている。本研究はこのSi(110)面の酸化機構の解明を目的として遂行され, 以下を明らかにした。
(1) Si(110)-16×2清浄表面の初期酸化過程において, 16×2再配列構造を構成するペンタゴンペアへの優先酸化を中心とするSi(110)表面に特徴的な酸化機構を見出した.
(2) Si(110)面初期酸化では, 4価の酸化状態が支配的なSi(100)面酸化と大きく異なり, 3価の酸化状態が1原子層酸化膜の形成まで一貫して支配的であることを明らかにし, これがSi(110)結晶構造に起因することを示した.
(3) Si(110)-16×2表面に酸素を室温吸着させ, これを300℃アニールすることによって室温吸着酸化状態が熱酸化膜に近い酸化構造へと移動することを見出し, Si(100)や(111)面で確認されていた準安定酸化吸着状態がSi(110)にも存在する事を初めて明らかにした.
(4) 光電子分光と表面歪測定を比較測定し, 酸化の進行に伴い, 結晶構造を反映した異方性を伴う表面歪が発生することを初めて明らかにした.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (25 results)

  • [Journal Article] Initial oxidation of Si(110)as studied by real-time synchrotron-radiation x-ray photoemission spectroscopy2009

    • Author(s)
      M. Suemitsu, Y. Yamamoto, H. Togashi, Y. Enta, A. Yoshigoe, Y. Teraoka
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      J.Vac.Sci.Technol B27(1)

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    • Author(s)
      M. Suemitsu, Y. Yamamoto, H. Togashi, Y. Enta, A. Yoshigoe, Y. Teraoka
    • Journal Title

      Journal of Vacuum Science & Technology B 27

      Pages: 547-550

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    • Author(s)
      Yoshihisa Yamamoto, Hideaki Togashi, Atsushi Kato, Yuya Takahashi, Atsushi Konno, Yuden Teraoka, Akitaka Yoshigoe, Hidehito Asaoka, Yoshihisa Yamamoto, Hideaki Togashi, Atsushi Kato, Yuya Takahashi, Atsushi Konno, Yuden Teraoka, AkitakMaki Suemitsu
    • Journal Title

      Appl. Sur. Sci. 254

      Pages: 6232-6234

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      Yoshihisa Yamamoto, Hideaki Togashi, Atsushi Kato, Maki Suemitsu, Yuzuru Narita, Yuden Teraoka, Akitaka Yoshigoe
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      山本喜久, 富樫秀晃, 今野篤史, 松本光正, 加藤篤, 齋藤英司, 末光眞希, 寺岡有殿, 吉越章隆
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 108

      Pages: 65-70

    • NAID

      10030999395

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      Yoshihisa Yamamoto, Hideaki Togashi, Atsushi Kato, Maki Suemitsu, Yuzuru Narita, Yuden Teraoka, Akitaka Yoshigoe
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      Pages: 50-58

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      Applied Surface Science 254

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      Hideaki Togashi, Yuya Takahashi, Atsushi Konno, Hidehito Asaoka, Maki Suemitsu
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      Jpn. J. Appl. Phys. 46

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    • Organizer
      2007 International Conference on Solid StateDevice and Materialis
    • Place of Presentation
      Ibarak
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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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