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高周波プラズマCVD法によるSi窒化(SiNx:H)膜及びSi酸化(SiOx:H)膜について、堆積条件を変化させて赤外吸収波形、膜ストレスおよび欠陥構造の変化を調べた。得られた知見は、
(1)化学量論組成をもつSi窒化膜について、高水素希釈比および高印加高周波電力の堆積条件下で、低内部ストレス、高絶縁破壊電圧、低エッチング・レートをもつ膜が得られた。この絶縁膜としての高品質化と微視的結合構造の変化との間には密接な関係が見られ、N-Si_3結合の濃度に比較して、Si-NH-Si結合の濃度が相対的に減少するとき、より高品質な膜が得られる。
(2)赤外吸収におけるSiH伸縮モードの振動子強度を、当研究室でこれまでに提案している、ランダム結合モデルに関連した電荷移動モデルを適用して求められたSiH双極子の実効電荷量を使用して計算した。その結果は実験的に決められた値と極めて良い一致を示した。SiH伸縮振動周波数は、その結合長によって主に決められ、SiNx:H膜およびSiOx:H膜におけるSiNやSiO伸縮モードの場合には、これらの結合長および結合角によって決められている。これらの結合長や結合角の変化は、電荷移動モデルを用いて求めることができ、SiやH、N、O原子上の付加的な電荷量の和の値から決められることができることを示した。
(3)SiOx:H膜における、500〜900cm^<-1>の周波数範囲で観測されるSiH変角振動に関して、その組成による振動周波数の変化を分子軌道計算によって解析し、観測波形の変化の分析を行った。さらには、Siダングリング・ボンドに起因する電子スピン共鳴波形の組成による変化を、上記分子軌道計算による解析を行った。
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