1996 Fiscal Year Annual Research Report
電子エネルギー損失分光法を用いた原子層CVDにおける反応メカニズムの研究
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08455019
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
安田 幸夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (60126951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 浩也 名古屋大学, 工学部, 助手 (00262882)
財満 鎭明 名古屋大学, 工学部, 助教授 (70158947)
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| Keywords | 高分解能電子エネルギー損失分光法 / 薄膜成長 / 表面反応 / 局所構造 / 水素終端シリコン / 初期酸化過程 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、高分解電子エネルギー損失分光法(HREELS)を用いて薄膜成長初期における表面吸着子の振動を調べることにより、化学気相成長(CVD)などの表面反応を利用した薄膜成長の反応過程および薄膜の局所構造を明らかにすることである。特に、成長機構および膜の局所構造に与える表面吸着水素の役割に関する知見を得ることに主眼を置いている。平成8年度は、水素終端シリコン基板の酸素ガスによる酸化過程および吸着構造について明らかにした。具体的には、水素終端Si(111)表面を室温で原子状酸素に露出することにより、水素終端Si(111)表面の初期酸化過程について調べ、Si(100)面の酸化過程との比較を行った。
水素終端Si(111)表面では、表面第一層-第二層シリコン間に酸素がランダムに吸着し、吸着する際にはSi-O-Si構造の緩和を伴うことが見出された。この酸化過程は、水素終端Si(100)面よりむしろSi(100)清浄表面の酸化過程に類似していた。また、水素終端Si(100)面の酸化初期においてはSi-H結合の存在によるSi-O-Si構造の緩和の促進が明確に観察されたのに対して、Si(111)面においては、Si-O-Si構造の緩和に与える水素の影響は、Si(100)面ほど大きくないことが示唆された。さらに、表面シリコン原子が2個以上の酸素と結合すると、Si-O-Si構造はSi(100)表面におけるSi-O-Si構造とほとんど変わらなくなり、吸着水素の影響もほとんど見られないことが明らかになった。
以上の結果は、極薄酸化膜を用いた次世代半導体デバイスのプロセス技術の基礎データとして、非常に有効である。
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