| 研究課題/領域番号 |
09555098
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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 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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| キーワード | 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 |
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| 研究概要 |
極薄ゲート酸化膜の形成過程と酸化膜の構造緩和過程に関して、本年度は特に水素や不純物原子の与える効果に着目した。具体的には、Si-O-Si結合の振動状態を高分解能エネルギー損失分光法(HREELS)を用いて調べることにより、酸化膜の構造緩和過程に与える水素の効果を明らかにした。さらに、走査型トンネル電子顕微鏡/分光法(STM/TS)装置を用いて高濃度ドープシリコン基板表面のリアルタイム観察を行うことにより、初期酸化過程に与えるボロン及びリン原子の影響を解明した。
本年度得られた主な結果を以下に示す。
(1)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、結果として最表面のSi-H結合を持つシリコン原子を持ち上げる。それに対してSi(111)清浄表面は、表面に存在するストレスのために酸化の極初期においてSi-O-Si結合角を広げていることを明らかにした。
(2)高リン濃度Si(100)表面のSTM像において、リンに特有な表面構造は確認されなかった。また、酸素の吸着過程は、低濃度基板の場合とほとんど同様であった。これは、表面に偏析したリンが脱離することによると思われる。
(3)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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