| 研究課題/領域番号 |
09555098
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
財満 鎭明 (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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| 研究分担者 |
池田 浩也 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00262882)
安田 幸夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
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| キーワード | Si / SiO_2界面 / シリコン初期酸化過程 / 構造緩和過程 / 表面吸着水素 / 不純物 / 高分解能電子エネルギー損失分光法 / 走査型トンネル顕微鏡 / 分光法 / リアルタイム観察 / 高分解能エネルギー損失分充法 |
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| 研究概要 |
極薄ゲート酸化膜の形成過程に関して、高分解能電子エネルギー損失分光法(HREELS)および走査型トンネル電子顕微鏡/分光法(STM/STS)を用いて、初期酸化過程および酸化膜構造緩和に与える水素と不純物原子の効果を明らかにした。
得られた主な結果を以下に示す。
(1)水素終端Si(100)表面においては、表面に存在するSi-H結合がSi-O-Si結合の結合角に変化を与え、構造緩和がより促進されることがわかった。さらに、酸化膜表面上に存在するSi-H結合が、Si原子の二つのバックボンドが酸化されることにより安定化することが明らかとなった。すなわち、酸化膜上および酸化膜内のSi-H結合はSi表面上と比較して、結合エネルギーが大きくなっている。
(2)高ボロン濃度Si(100)基板の酸化において、不純物濃度がSiO_2膜の構造緩和に影響を与えることが明らかとなった。すなわち、B原子の存在は構造緩和を促進する。この効果は、Si-0-Si結合のSi原子をB原子に置き換えたことによる構造的な影響ではなく、電子的な効果と考えられる。
(3)水素終端Si(111)表面における酸化に伴うストレスは、主に表面のSi-O-Si結合角を広げることにより緩和されていることを見出した。特に、表面シリコン原子の3本のバックボンドに2個あるいは3個の酸素原子が吸着するとSI-O-Si構造の緩和が顕著に起こり、最表面のSi-H結合を持つシリコン原子を持ち上げる。
(4)高ボロン濃度Si(100)表面において、表面に偏析したボロンが形成する特徴的な構造を観察し、CITS測定時の電流像より表面偏析ボロン構造が2種類に区別されることを見出した。さらに、低濃度基板では準安定な酸素吸着サイトが、ボロンにより安定化されることがわかった。この結果は、ボロンドーピング濃度で表面応力を変化させることにより、酸素吸着サイトを制御できることを示している。
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