| 研究課題/領域番号 |
20K05338
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
吉越 章隆 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究主幹 (00283490)
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| 研究分担者 |
冨永 亜希 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 技術・技能職 (50590551)
津田 泰孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 博士研究員 (50869394)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | シリコン / 表面酸化 / 酸素 / 吸着反応 / その場観察 / 放射光 / 光電子分光 / 表面反応ダイナミクス |
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| 研究成果の概要 |
情報通信機器の基本素子である電界効果型トランジスターのシリコン(Si)酸化絶縁膜は原子数層になっていることから、本研究では、放射光光電子分光と超音速酸素分子線を使った原子レベルの酸化反応の理解と制御に取り組んだ。酸化速度や酸化価数の温度、圧力、不純物(n,p)依存性や表面吸着状態および界面歪と電子状態の関係、放出Si原子と生成する欠陥が反応サイトとしてどのように機能するのかを調べた。また、分子状吸着酸素を並進エネルギーで制御し欠陥サイトにおける反応を調べた。開発した実験手法を他の反応系へ応用し、それぞれの差異を通じて酸化反応の理解を深めた。効率的な酸化膜形成に必要なプロセス条件の探索を進めた。
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| 自由記述の分野 |
材料プロセス
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スマートフォンなどの情報通信機器は社会基盤の一つとなり、今後、IoTやAIを活用したSociety5.0社会の実現には、さらなる小型、高性能かつ省電力動作可能な半導体デバイスが必須となる。電界効果型トランジスターは演算処理や記録を担う基本素子として重要であり、その中ではシリコン酸化絶縁膜が使われている。微細化が進みその膜厚は原子数層になっており、さらなる高性能化には原子レベルの酸化反応の理解と制御が必須である。本研究は、放射光表面分析を使ってシリコン表面の酸化反応メカニズムの解明を目指した。半導体産業の重要性がアフターコロナ以降に露わとなったが、本研究は半導体基礎研究としての貢献も期待できる。
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