2009 Fiscal Year Annual Research Report
超高感度・高分解能界面分析によるゲート絶縁膜/シリコン界面構造の決定
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19360014
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
服部 健雄 Tohoku University, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (10061516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 健二 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50127073)
中島 薫 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80293885)
野平 博司 東京都市大学, 工学部, 准教授 (30241110)
寺本 章伸 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (80359554)
木下 豊彦 (財)高輝度光科学研究センター, 分光物性IIグループ, 主任研究員 (60202040)
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| Keywords | シリコン酸化膜 / シリコン窒化膜 / 光電子分光法 |
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| Research Abstract |
酸素ラジカルを用いて形成した高品質のシリコン酸化膜および窒素-水素ラジカルを用いて形成した高品質のシリコン窒化膜の組成および構造の解明を目指して、角度分解Si2p、O1s、N1s内殻準位および価電子帯スペクトルを検出深さを揃えて測定した。
その解析より、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜の密度と構造、SiO_2/SiおよびSi_3N_4/Si界面組成遷移層における組成および構造の面方位依存性、SiO_2/SiおよびSi_3N_4/Si界面における価電子帯上端の不連続量(バンドオフセット)の面方位依存性を明らかにした。形成したSiO_2/SiおよびSi_3N_4/Si界面はいずれの面方位においても急峻な組成遷移を示し、SiO_2/Si界面にはSi^<3+>が存在するのに対し、Si_3N_4/Si界面にはSi^<3+>(N)が存在しないことを見出した。特に注目されるのは、SiO_2/Si界面における価電子帯バンドオフセット(VBO)に面方位依存性があるのに対してSi_3N_4/Si界面におけるVBOに面方位依存性がない点である。これは、いずれの結晶面上においても、SiO_2/Si界面組成遷移層にはS^<3+>が存在するのに対して、Si_3N_4/Si界面組成遷移層にはS^<3+>(N)が存在しないことと密接な関係があると推測される。
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