1987 Fiscal Year Annual Research Report
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61460069
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
大泊 巌 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30063720)
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| Keywords | 界面構造 / モデリング / 電子顕微鏡観察 |
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| Research Abstract |
基板面方位の違いによるSi/SiN界面の構造的性質の変化を調べるために,平担な(100),(110),(111)面を界面として持つような界面構造のモデルを作成し,界面に生ずる歪エネルギーの基板面方位依存性を調べた. 歪エネルギーの大きさは(100)→(110)→(111)面の順に小さくなった. これは,絶縁膜にSiO_2膜を用いた時と同様であり,この理由としては結晶Si表面から出ている未結合手の数と方向が,各面方位によって異なることに起因している. しかしながら,その歪エネルギーの絶対的な値はSi/SiO_2界面が高々百数十meV程度であったのに対して,Si/SiN界面では数百meVにまで達している. これはSiO_2腰においてSi原子は4配位,O原子は2配位で,O原子には歪に対してかなりフレキシブルな性質が存在し,SiO_2膜全体としてもやわらかいという性質があるのに対して,SiN膜ではSi原子は同じく4配位であるが,N原子は3配位であり,歪に対してかなり固く,SiN膜全体としても強固な性質をもつことに寄因している. また高分解能電子顕微鏡を用いたSi/SiN界面の断面格子像観察を行なった結果より,Si/SiN界面には遷移領域が存在し,さらに界面の形状も数十nm程度の周期で,1nm程度の振幅の凹凸があることがわかった. 遷移領域を導入したSi/SiN界面構造モデルの解析より,遷移領域の存在によって歪エネルギー半分程度に下がるという結果が得られ,以上の電子顕微鏡観察の結果と一致することがわかった.
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