2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12555090
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
木村 健二 京都大学, 工学研究科, 教授 (50127073)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三輪 司郎 ソニー(株), 環境解析技術部, 係長(研究職)
小林 一 ソニー(株), 環境解析技術部, 主任研究員
中嶋 薫 京都大学, 工学研究科, 助手 (80293885)
佐鳥 浩太郎 ソニー(株), 環境解析技術部, 係長(研究職)
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| Keywords | ゲート酸化膜 / 窒素分布 / 高分解能 / ラザフォード後方散乱法 / SIMS / マトリックス効果 |
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| Research Abstract |
極薄のシリコン窒酸化膜(〜2nm)を種々の方法で窒化して作成したシリコン窒酸化膜中の窒素分布を、高分解能RBS法と2次イオン質量分析法(SIMS)で測定して得られた窒素分布を比較した。その結果、SIMSにおいては、表面の1nm程度スパッタ収率が異常に大きくなっていることが分かった。このために、SIMSの測定においてはスパッタ時間から深さを評価する際に線形関係を仮定することは、数nmの厚さの領域では問題がある。この効果を取り入れたスパッタ時間から深さへの変換方法を提案することができた。さらに、SIMS測定の窒素濃度が、いわゆるマトリックス効果のために、窒素濃度が高いときには過小評価となり、窒素濃度が低いときには過大評価となっていることがわかった。この結果から、SIMSの窒素濃度に関する補正法を提案できた。以上の研究から、SIMSによる極薄のシリコン窒酸化膜中の窒素分布の測定に関して、従来の半定量的な測定結果を、深さと濃度の両方に関して定量化する方法を確立することができた。
シリコン窒酸化膜中の窒素は、多くの場合下地のシリコンと酸化膜の界面に局在することが知られている。これは、酸化膜とシリコンの界面に存在する歪が窒素の導入により緩和されることが原因の1つであると考えられている。このことを確かめるため、界面の歪が少ないことが知られている、オゾン酸化膜を窒化して窒酸化膜を作成して、その窒素分布を、通常の熱酸化膜を窒化した場合と比べてみた。その結果、予想に反して、オゾン酸化膜を窒化した場合でも、窒素は主に界面に存在することが分かった。
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[Publications] K.Nakajima, K.Kimura, A.Kurokawa, S.Ichimura, H.Fukuda: "Nitrogen profile on SiOxNy prepared by thermal nitridation of ozone oxide"Jpn.J.Appl.Phys.. 40・6A. 4011-4012 (2001)
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[Publications] K.Kimura, K.Nakajima, H.Kobayashi, S.Miwa, K.Satori: "Release of nitrogen from SiOxNy films during RBS measurement"Nucl.Instr.and Methods in Phys.Res.B. (印刷中). (2002)
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[Publications] K.Kimura, K.Nakajima, H.Kobayashi, S.Miwa, K.Satori: "SIMS and high-resolution RBS analysis of ultrathis SiOxNy films"Appl.Surf.Sci.. (印刷中). (2002)
