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今年度は温度可変放射光X線回折(XRD)で得られるCrystal Truncation Rod (CTR)散乱を含んだX線散乱プロファイルにより、様々なプロセスで作製されたSi酸化膜(SiO2)/Si界面の熱特性評価に取り組んだ。
SiO2作製プロセスは(001)Si基板上に熱酸化、化学気相成長法、スパッタリング法の3種類とした。放射光XRDは兵庫県にある大型放射光施設SPring-8、BL19B2で実施し、逆格子空間上の00L方向に沿ってCTR散乱強度分布を取得した。
結果、熱酸化SiO2/Si基板試料では理想表面を仮定して計算を行ったCTR散乱強度分布と一致しないことが分かった。SiO2/Si基板界面は熱酸化により形成されたSiO2の影響で微小な歪が印加されていると考えており、また600 KではCTR散乱強度分布が室温と異なることから、SiO2/Si基板界面の歪状態および熱振動の振舞いが温度によって異なることが示唆された。
スパッタリング法で作製されたSiO2/Si基板試料でもSiの理想表面を仮定した散乱強度分布計算結果と一致せず、熱酸化SiO2試料とは異なる散乱強度分布を得た。得られた散乱強度分布はスパッタリングにより誘起される界面近傍のダメージを反映していると考えられ、温度によるCTR散乱強度分布の変化が小さいことが明らかになった。このことからスパッタリングによるダメージは修復されていないと考えており、CTR散乱強度分布よりSi基板に直接成長した熱酸化SiO2膜界面と堆積SiO2膜界面では異なる温度依存性を有することが示唆された。
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