1996 Fiscal Year Annual Research Report
SOIのRTOならびに低温熱酸化における界面電荷の制御
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07455025
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
梅野 正隆 大阪大学, 工学部, 教授 (50029071)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志村 孝功 大阪大学, 工学部, 助手 (90252600)
田川 雅人 大阪大学, 工学部, 助手 (10216806)
大前 伸夫 大阪大学, 工学部, 助教授 (60029345)
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| Keywords | シリコン / 酸酸化 / 酸化膜 / NF_3 / RTO / SOI |
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| Research Abstract |
Siの高速熱酸化(Rapid Thermal Oxidation : RTO)ならびに低温熱酸化では、界面で発生する応力の緩和が不十分で格子間原子の放出が著しく、酸化膜の物性値や界面状態が時々刻々変化するため、通常の熱酸化機構で解釈することが出来ない。さらに、SOIでは埋め込み酸化層が存在するため応力状態が複雑で、良好な酸化膜を作成する上で多くの問題が生じる原因となっている。本研究では、酸化過程の動的解析に適した装置を作成して、酸化膜の制御と酸化機構の解明につながる実験手法を確立した。その結果、低温熱酸化についての多くの興味深い基礎データを蓄積し、新しい知見を得ることが出来た。それらを箇条書きすると次の様である。
1.in-situエリプソメータによる酸化曲線から、反応及び拡散に関する酸化パラメータの時間的変化を解析する手法を確立し、温度による酸化機構の相違を明らかにした。
2.低温熱酸化では、格子間Si原子の放出が律速過程となることを明らかにした。
3.格子間Si原子放出の応力モデルを提唱し、実験的に検証した。
4.酸化温度と酸化種を変えた酸化速度の面方位依存性から、熱酸化における真性応力の寄与を明らかにした。
5.適当量のNF3添加により、酸化膜の残留応力が低減し、c-V特性が著しく改善されることを明らかにした。
6.酸化膜をX線回折により調べ、酸化温度・酸化種・面方位により構造に相違のあることを明らかにし、熱酸化膜は単純な非晶質ではないと言う重要な知見を得た。
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[Publications] Takayoshi Shimura: "X-ray diffraction evidence for the existence of epitaxial microcrystallites in thermally oxidized SiO_2 thin films on Si(111) surfaces" J.Cryst.Growth. 166. 786-791 (1996)
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[Publications] Takayoshi Shimura: "X-ray diffraction evidence for crystalline SiO_2 in thermal oxide layers on Si substrate" The Physics and Chemistry of Si-SiO_2 Interface 3. 96-1. 456-467 (1996)
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[Publications] Takayoshi Shimura: "X-ray scattering from crystalline SiO_2 in the thermal oxide layers on viccinal Si(111) surfaces" Acta Crystallographica. A52. C465-C465 (1996)
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[Publications] Masataka Umeno: "Field ion microscopic observation of Si-SiO_2 interface" Acta Crystallographica. A52. C462-C462 (1996)
