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シリコンウェハ昇温時の水素終端シリコン表面と水との反応性を明らかにするために、昇温脱離分析において加熱プロセスと冷却プロセスを組み合わせる方法を提案し、希フッ酸洗浄シリコン(100)表面は約400℃以上で水と反応し始めることを初めて見いだしている。酸素とシリコン表面との反応機構を解明するため、昇温脱離分析装置に酸素ガスを導入して希フッ酸洗浄シリコン(100)表面の昇温脱離分析を行い、約510℃での水素の脱離後シリコン表面は酸素あるいは水と反応することを見いだしている。酸化装置を用いて、超高純度酸素ガス雰囲気中でシリコンウェハを室温から900℃まで昇温する間に各温度領域で成長するシリコン酸化膜の厚さは550℃を越えてから増加し始めることを明らかにしている。酸素とシリコン表面の反応を明らかにし、これらの知見を基にシリコン表面を精密制御するための半導体製造装置の設計指針を確立するため、全酸化膜厚が約3nmのシリコン酸化膜において、900℃の所定酸化温度形成酸化膜に対して900℃までの昇温過程成長酸化膜を薄くすると、金属・酸化物・半導体(MOS)ダイオードのリーク電流を低減できることを明らかにしている。昇温過程酸化膜成長を約1分子層の0.3-0.4nmの厚さに抑止する条件は、昇温速度が50deg/secの場合、酸素ガス濃度が0.3%であることを明らかにしている。また、水とシリコン表面との反応機構を明らかにするため、超純水洗浄を行った水素終端表面シリコンウェハを用いてMOSダイオードを製作し、超純水洗浄時間により、極薄シリコン酸化膜の絶縁性や信頼性が異なることを初めて実証し、洗浄時間によりシリコン表面の原子構造が変化し、デバイス特性に影響することを明らかにしている。
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