1998 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 Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
安田 幸夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 浩也 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00262882)
財満 鎮明 名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (70158947)
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| Keywords | シリコン酸化過程 / 化学気相成長 / 表面反応 / HREELS / 水素終端シリコン / 一次元連鎖モデル / 中心力ネットワークモデル |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、高分解能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原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10年度は、水素終端シリコンの酸化過程に与える表面構造の影響を明らかにした。具体的には、水素終端Si(100)-1x1および水素終端Si(100)-2xl表面の室温酸化について調べた。
HEELSスペクトルにおける吸着水素および吸着酸素のピーク強度の変化を、一次元連鎖モデルを適応することにより解析した。その結果、水素終端Si(100)-1xl表面、水素終端Si(100)-2x1表面とも、表面シリコン原子のバックボンドの一方に、優先的に酸素が吸着することを明らかにした。また、その選択性は1x1面の方がより顕著であった。この選択性はシリコン清浄表面では現れない現象であり、水素原子による酸化制御の一端を示すものである。さらに、表面一層までは、酸化が層状に進行することも見出し、酸化膜/シリコン界面の急峻性にも有効であることを示した。
酸化膜の局所構造に与える水素および表面構造の影響を、中心力ネットワークモデルを用いて解析した。
その結果、表面水素の有無はSi-O-Si結合角に主として影響を及ぼし、表面構造、すなわちダイマー結合の存在はSi-O結合の力定数に影響することを見出した。
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確立のための基礎的データとして、非常に有効かつ重要である。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] H.Ikeda: "Initial Oxidation of H-Terminated Si(111) Surfaces Studied by HREELS" Appl.Sunf.Sci.117/118. 109-113 (1997)
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[Publications] M.Okada: "Hydrogen Effects on Si^<1-x>Ge^X/Si Heteroepitaxial Growth by Si_2H_6- and GeH_4-Source Molecular Beam Epitoxy" Jpn.J.Appl.Phys.36. 7665-7668 (1997)
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[Publications] H.Ikeda: "Influences of Deuterium Atoms on Local Bending Structures of SiO_2 Studied by HREELS" Thin Solid Films.
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[Publications] H.Ikeda: "Initial Oxidation Proceses of H-Terminated Si(100) Surfaces Analyzed by a Random Sequential Adsorption Model" Jpn.J.Appl.Phys.
