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XPS Study on ultra thin SiO2 film formed on Si substrates with several surface orientations

Research Project

Project/Area Number 26390072
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionJapan Aerospace EXploration Agency

Principal Investigator

Hirose Kazuyuki  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (00280553)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) NOHIRA Hiroshi  東京都市大学, 工学部・電気電子工学科, 教授 (30241110)
KOBAYASHI Daisuke  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (90415894)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsSiO2 / interface / amorphous / XPS / XANES / defect / 界面 / シリコン酸化膜 / MOSFET / アモルファス / 欠陥準位 / 光電子分光
Outline of Final Research Achievements

We studied 1nm-SiO2 films thermally grown on Si(100), Si(110), and (111) substrates by using x-ray photoelectron spectroscopy and x-ray absorption near edge structure spectroscopy. We found the amorphous structure in terms of density, Si-O-Si bond angle, and arrangement differs among those samples. Those difference is considered to be responsible for observed difference in defect density for 1-nm thick SiO2 films. Therefore reliability of gate Si oxide will be dependent on the orientation of Si surfaces which is oxidized during the 3-dimensional MOSFET process.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Time-Domain Study on Reproducibility of Laser-Based Soft-Error Simulation2017

    • Author(s)
      H. Itsuji, D. Kobayashi, N.E. Lourenco, and K. Hirose
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56

    • NAID

      210000147576

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] X線照射によるSiO2表面帯電の自発的補償機構の解明に向けた試料電流測定2017

    • Author(s)
      張江貴大, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      2017年 第64回応用物理学会春期学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県 横浜市
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 低照射線量率下のSiO2/Si界面準位生成量に与える膜中Si-H基量の影響2017

    • Author(s)
      東口紳太郞, 牧野高紘, 大島武, 小林大輔, 廣瀬和之
    • Organizer
      2017年 第64回応用物理学会春期学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県 横浜市
    • Year and Date
      2017-03-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 宇宙用半導体デバイス~日本に残すべき耐環境性技術~2017

    • Author(s)
      廣瀬和之, 小林大輔
    • Organizer
      電子デバイス界面テクノロジー研究会-材料・プロセス・デバイスの物理-(第22回研究会)
    • Place of Presentation
      静岡県 三島市
    • Year and Date
      2017-01-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 第一原理計算を用いた絶縁破壊電界の推定2016

    • Author(s)
      山口記功, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      第26回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      神奈川県 横浜市
    • Year and Date
      2016-12-19
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 第一原理計算を用いた SiC 多形における回復率の検討2016

    • Author(s)
      山口 記功, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      2016年 第77回応用物理学会秋期学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟県 新潟市
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] X 線照射による SiO2 表面帯電の自発的補償機構2016

    • Author(s)
      張江貴大, 津吹優太, 岡田啓太郎, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      2016年 第77回応用物理学会秋期学術講演会
    • Place of Presentation
      新潟県 新潟市
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] X線光電子分光法におけるチャージアップの帯電補償に関する研究2015

    • Author(s)
      津吹優太、小林大輔、廣瀬和之
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of Dielectric Constant Deduced from Relaxation Energy at SiO2/Si interfaces2015

    • Author(s)
      M. Moriya, Y. Amano, K. Umeda, D. Kobayashi, T. Yamamoto, H. Nohira, and K. Hirose
    • Organizer
      2nd International Symposium on Computational Materials and Biological Sciences
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-09-01
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      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Zr Lα線源を用いたAESによるSiO2/Si界面構造の評価2015

    • Author(s)
      天野裕司, 小林大輔, 野平博司, 廣瀬和之
    • Organizer
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] XANESから推定したSiO2/Si界面の物性評価2015

    • Author(s)
      森谷真帆, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] SiO2/Si 界面の緩和エネルギーから推定した誘電率の評価2014

    • Author(s)
      森谷真帆, 天野裕士, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 分子軌道法を用いて求めた回復率の検討2014

    • Author(s)
      若尾周一郎, 小林大輔, 山本知之, 廣瀬和之
    • Organizer
      2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Photoemission and molecular orbital calculation study on atomic structures and physical properties at (SiO2-Si)-interfaces2014

    • Author(s)
      K. Hirose and D. Kobayashi
    • Organizer
      18th Research Workshop on Nucleation Theory and Applications
    • Place of Presentation
      Joinx Institute for Nuclear Research in Dubna, Russia
    • Year and Date
      2014-04-12 – 2014-04-20
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] X線光電子分光による誘電率の推定法2016

    • Author(s)
      廣瀬和之, 小林大輔
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      技術情報協会
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] 正しい電気特性の測定、評価とデータ解釈2015

    • Author(s)
      廣瀬和之、その他45名
    • Total Pages
      600
    • Publisher
      技術情報協会
    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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