1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10555100
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
尾嶋 正治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30280928)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 寛太 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70282572)
藤岡 洋 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50282570)
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| Keywords | シリコン / 酸化膜 / 放射光 / 光電子分光 / 酸窒化膜 / ULSI |
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| Research Abstract |
次世代ULSI用極薄絶縁膜を開発するため、まず放射光光電子分光を用いたSi表面の高分解能解析を行った。分解能16,000という放射光ビームラインBL-1Cを建設し、角度分解光電子分光装置を設置して清浄Si表面からの光電子スペクトルを測定したところ、電荷密度が異なる7つのSi表面原子成分に分かれることを初めて見出した。次にSi(100)清浄表面に酸素ガスを露出し、Si2p光電子スペクトルを測定し、Bulk Si状態の主ピークの他に、Si^+,Si^<2+>,Si^<3+>,Si^<4+>状態、および、α、β状態が存在することが判った。この化学状態の光電子強度深さ分布から、界面遷移層が3層存在することを見出した。さらに、Si(100)表面酸化膜からの光電子解析スペクトルを測定し、Si^+,Si^<2+>,Si^<3+>,Si^<4+>状態を区別した形のSi最近接原子間距離が求まることを示した。
次に、極薄絶縁膜として必要な硼素突き抜け現象防止、リーク電流減少を満たす候補として注目されているSi酸窒化膜の形成過程を解析した。Si(100)清浄表面にNOガスで形成したSi酸窒化膜はほとんどが酸化膜と同じ構造であったが、一部N2p,N2s状態と考えられるピークが存在することを明らかにした。
一方、Si基板上の極薄酸化膜のキャリアトラップ密度、トラップ速度などを調べるため、非接触で解析する手法XPS時間依存測定法を新しく開発した。3種類の化学酸化膜に適用し、飽和値からPoisson方程式を用いて極薄酸化膜中電荷トラップ量を計算した結果、膜中Si-H結合量と正孔トラップは良い相関を示すことが判った。また、通常の熱酸化膜と酸窒化膜に適用したところ、熱酸化膜では約0.3eVものバンドベンドが観察(正孔トラップ密度:1×10^<10>cm^<-2>に相当)されるのに対して、酸窒化膜ではほとんど変化がないことを見出した。
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Research Products
(18 results)
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[Publications] Y.Hagimoto et al.: "Characterization of carrier-trapping phenomena in ultrathin chemical oxides using XPS time dependent measurements"Appl.Phys.Lett.. 74. 2011-2013 (1999)
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[Publications] K.Horiba et al.: "Modification of metal/GaN contacts with GaAs interlayers"J.Appl.Phys.. 85. 6539-6541 (1999)
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[Publications] T.Mano et al.: "New self-organized growth method for IuGaAs QDs on GaAs(001) using droplet epitaxy"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. L1009-L1011 (1999)
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[Publications] T.Ikeda et al.: "Epitaxy growth of IuAs on single arystalline Mn-Zn ferrite substrates"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. L854-L856 (1999)
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[Publications] K.Miyazaki et al.: "A novel a-Si : H solar cell designed by two dimensional device simulation"Bull.Mater.Sci.. 22. 869-872 (1999)
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[Publications] K.Miyazaki et al.: "Device simulation and fabrication of field effect solar cells"Bull.Mater.Sci.. 22. 729-733 (1999)
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[Publications] M.Oshima et al.: "Photoelectron spectroscopy and Magnetic proproties of Mn prictides nanocrystals formed on passivated GaAs substrates"Jpn.J.Appl.Phys Suppl.. 38-1. 373-376 (1999)
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[Publications] Y.Xiao et al.: "Site-selective chemical state analysis for Magnelite structure using powder spectro-diffraction"Jpn.J.Appl.Phys Suppl.. 38-1. 381-384 (1999)
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[Publications] S.Kawaguchi et al.: "M_<2,3> edge core level magnetic circular diduroism measure ments of Cu/Co multilayers"Jpn.J.Appl.Phys Suppl.. 38-1. 419-422 (1999)
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[Publications] Y.Yoshimura et al.: "Chemical state of piled-up phosphorus and arsenic atoms at the SiO_2/Si interface"Jpn.J.Appl.Phys Suppl.. 38-1. 552-555 (1999)
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[Publications] A.Yamaguchi et al.: "Spin state analysis of epitaxial Mn compound films using W% resolution XFA"Jpn.J.Appl.Phys Suppl.. 38. 5077-5078 (1999)
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[Publications] H.Akinaga et al.: "RT thousaund-fold magnetoresistance change in MnSb granular films"Appl.Phys.Letl.. 76. 357-359 (2000)
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[Publications] M.Nakamura et al.: "Molecular dynamics simulation of III-V compound semiconductor growth with MBE"J.Crystal Growth. 209. 232-236 (2000)
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[Publications] T.Mano et al.: "Fabrication of InGaAs quantum dots on GaAS(001) by droplet epitaxy"J.Crystal Growth. 209. 504-508 (2000)
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[Publications] M.Muzuguchi et al.: "Formation and structural investigation of MnSb dots on S-passivated GaAs(001) substrates"J.Crystal Growth. 209. 552-555 (2000)
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[Publications] K.Ono et al.: "MBE of MnSb/MnAs multilayers on GaAs"J.Crystal Growth. 209. 556-560 (2000)
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[Publications] T.Uragami et al.: "The effect of S-and Se-passivation on MBE growth of MnAs thiu films on GaAs(001) substrates"J.Crystal Growth. 209. 561-565 (2000)
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[Publications] 間野高明 他: "InGaAS量子ドットのSPEED法による作製とその光学的特性"表面科学. 21. 107-113 (2000)
