1996 Fiscal Year Annual Research Report

Si量子ドット形成のための超微細LOCOSプロセスに関する研究

Research Project

Project/Area Number	07455137
Research Institution	SHIZUOKA UNIVERSITY
Principal Investigator	田部道晴静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
Keywords	シリコン窒化 / シリコン量子ドット / 光電子分光 / 走査トンネル顕微鏡
Research Abstract	昨年度は、Si(111)7x7表面をN2ガスでわずかに真空中熱窒化し、その窒化量の温度、圧力依存性をXPSで明らかにした。さらに、STMによってSiN核の形状と密度を系統的に観察した。平成8年度は、STMによるSiN核の観察を引き続いて行うとともに、SiN核が形成された表面を熱酸化し、SiN核の熱酸化に対するマスク性を調べた。熱酸化条件としては、基礎実験としての真空中でのエッチングモードでの酸化と、当初の目的に不可欠な電気炉での酸化の2種類の条件を対象とした。通常のSi基板に対して、期待どおり選択酸化が生じればSiピラ-が形成できる。その結果、以下の事実が明らかとなった。 1.SiN核はその厚みは5Å程度と極めて薄いにもかかわらず、真空中でのエッチングモード酸化に対して優れた耐性(マスク性)を示し、酸化で消費されるSi厚さに応じたSiピラ-が形成される。ピラ-の最上部はSiN特有の原子配列が観察され、酸化後もSiN核が残存している直接的証拠が得られた。 2.窒化後、一旦大気中に取り出し、電気炉で酸化した場合もピラ-が形成されることが判明し、提案したドット形成プロセスの有効性がほぼ実証できた。(なお、電気炉で酸化した試料は、HFで酸化層を除去してからSTMで観察した。) 3.ピラ-のサイズと密度は、SiN核と対応しており、比較的低温領域の600〜650℃での窒化によって数nmピラ-サイズとピラ-間隔が実現できる。これらのプロセスを極薄SOI基板に対して適用し、実際にSiドットアレイを形成するのが、次のステップであり、現在実験中である。これについては、当初の予定よりもやや遅れている。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 田部道晴: "Initial stages of nitridation of Si(111) surfaces : X-ray photoelectron spectroscopy and scanning tunneling microscopy studies" Surface Science. (発行予定). (1997)
[Publications] 田部道晴: "単電子デバイス・回路の研究状況と今後の展望" 応用物理. 66・2. 99-108 (1997)
[Publications] 田部道晴: "Nanometer-scale local oxidation of silicon using silicon nitride islands formed in the early stages of nitridation" Applied Physics Letters. 69・15. 2222-2224 (1996)
[Publications] 小野行徳: "Electron tunneling from the edge of thin single-crystal Si layers through SiO_2 film" Journal of Applied Physics. 80・8. 4450-4457 (1996)
[Publications] 田部道晴: "Si清浄表面のN_2ガスによる熱窒化" 表面科学. 17・7. 19-24 (1996)
[Publications] 影島博之: "Theoretical calculation of core level shifts for O/Si(111) surfaces" Surface Science. 351. 53-63 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

Si量子ドット形成のための超微細LOCOSプロセスに関する研究

Principal Investigator

田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)

Research Products

[Publications] 田部 道晴: "Initial stages of nitridation of Si(111) surfaces : X-ray photoelectron spectroscopy and scanning tunneling microscopy studies" Surface Science. (発行予定). (1997)

[Publications] 田部 道晴: "単電子デバイス・回路の研究状況と今後の展望" 応用物理. 66・2. 99-108 (1997)

[Publications] 田部 道晴: "Nanometer-scale local oxidation of silicon using silicon nitride islands formed in the early stages of nitridation" Applied Physics Letters. 69・15. 2222-2224 (1996)

[Publications] 小野 行徳: "Electron tunneling from the edge of thin single-crystal Si layers through SiO_2 film" Journal of Applied Physics. 80・8. 4450-4457 (1996)

[Publications] 田部 道晴: "Si清浄表面のN_2ガスによる熱窒化" 表面科学. 17・7. 19-24 (1996)

[Publications] 影島 博之: "Theoretical calculation of core level shifts for O/Si(111) surfaces" Surface Science. 351. 53-63 (1996)

田部道晴静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)

[Publications] 田部道晴: "Initial stages of nitridation of Si(111) surfaces : X-ray photoelectron spectroscopy and scanning tunneling microscopy studies" Surface Science. (発行予定). (1997)

[Publications] 田部道晴: "単電子デバイス・回路の研究状況と今後の展望" 応用物理. 66・2. 99-108 (1997)

[Publications] 田部道晴: "Nanometer-scale local oxidation of silicon using silicon nitride islands formed in the early stages of nitridation" Applied Physics Letters. 69・15. 2222-2224 (1996)

[Publications] 小野行徳: "Electron tunneling from the edge of thin single-crystal Si layers through SiO_2 film" Journal of Applied Physics. 80・8. 4450-4457 (1996)

[Publications] 田部道晴: "Si清浄表面のN_2ガスによる熱窒化" 表面科学. 17・7. 19-24 (1996)

[Publications] 影島博之: "Theoretical calculation of core level shifts for O/Si(111) surfaces" Surface Science. 351. 53-63 (1996)