超ULSIのための高品質SiO_2極薄膜の作成とSiO_2/Si界面の極微細構造評価

用于超ULSI的高质量SiO_2超薄膜的制备以及SiO_2/Si界面的超细结构评估

• 批准号: 62460062
• 负责人: 服部 健雄
• 金额: $ 4.42万
• 依托单位: Musashi Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 1989
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-62460062/
• 关键词: シリコン酸化膜; 真空紫外域; 反射スペクトル; 光学定数; 光吸収係数; SiO_2; Si界面; 界面の平坦性; Si2p光電子スペクトル; 界面; ステップ; 酸化速度; ストレス緩和速度; エッチング速度; サブオキサイド; 自然酸化膜; MgKα線; ZrKζ線; 光電子分光法; XPS

膜厚10nm前後の薄いシリコン酸化膜の真空紫外域における光学定数およびSiO_2/Si界面が平坦となる酸化膜の形成条件を初めて明らかにした。以下に、その概要を述べる。(1)乾燥酸素中酸化により作成した膜厚6〜18nmのシリコン酸化膜の反射スペクトルを真空紫外域において測定し、熔融石英の場合と異なることが明らかになった。薄膜であることを考慮したクラマース・クローニッヒ解析を、この反射スペクトルに適用して、シリコン酸化膜の光吸収端近傍の光学定数を決定した結果、光吸収係数は酸化膜厚の増加とともに溶融石英の場合に漸近すること、酸化膜厚の減少とともに溶融石英の光吸収端のエネルギーより小さなフォトン・エネルギーの光吸収が生じること、酸化温度の減少とともに光吸収がより小さなフォトン・エネルギーにおいて生じることなどが明らかになった。(2)乾燥雰囲気中酸化によりSi(100)面上にシリコン酸化膜を形成したときの界面の平坦性を、X線励起Si2p光電子スペクトル測定によるサブオキサイドSi^<2+>の検出により調べた。その結果、100%乾燥酸素中800℃および1000℃で形成した酸化膜の界面は平坦に近いこと、100%乾燥酸素中1000℃で形成した膜厚22.5mmの酸化膜の場合には同じ酸化条件で作成した膜厚9.3mmの場合に比べて界面はさらに平坦に近いこと、アルゴンで希釈した乾燥酸素中1000℃における酸化の場合の界面は平坦ではなくなること、アルゴンで希釈した乾燥酸素中1000℃で酸化後に窒素またはアルゴン中1000℃1時間熱処理した場合には熱処理しない場合に比べて界面はさらに平坦ではなくなることなどが明らかになった。すなわち、酸化時間が応力緩和時間に比べて長いために酸化膜の真性応力の緩和が生ずる場合および熱処理により応力緩和が生ずる場合には、界面が平坦でなくなることが明らかになった。

Thin film thickness before and after 10 nm の い シ リ コ ン acidification の vacuum membrane purple outland に お け る optical constant お よ び SiO_2 / Si interface が flat と な る acidification at the beginning of the film forming conditions を の め て Ming ら か に し た. The following に, そ を summary を describes べる. (1) in dry acid acidification に よ り made し た film thickness 6 ~ 18 nm の シ リ コ ン acidification の reflection ス ペ ク ト ル を vacuum purple outland に お い measured with し, fused quartz の occasions と て な る こ と が Ming ら か に な っ た. Film で あ る こ と を consider し た ク ラ マ ー ス · ク ロ ー ニ ッ ヒ analytical を, こ の reflection ス ペ ク ト ル に applicable し て, シ リ コ ン acidification membrane の light suction 収 nearly alongside の optical constant を decided し た results 収 absorption coefficient, optical は acidification film thickness の raised plus と と も に melt quartz の occasions に asymptotic す る こ と, acidification, film thickness の reduce と と も に melt quartz の light absorption 収 end の エ ネ ル ギ ー よ り small さ な フ ォ ト ン · エ ネ ル ギ ー の light absorption 収 が raw じ る こ と, acidification temperature の reduce と と も に light absorption 収 が よ り small さ な フ ォ ト ン · エ ネ ル ギ ー に お い て raw じ る こ と な ど が Ming ら か に な っ た. Acidification in (2) dry 雰 囲 気 に よ り Si (100) surface に シ リ コ ン を acidification membrane formation し た と き の interface の flatness を, X-ray excitation Si2p photoelectron ス ペ ク ト ル determination に よ る サ ブ オ キ サ イ ド Si ^ 2 + > < の 検 out に よ り adjustable べ た. そ の results 800 ℃, 100% in dry acid お よ び 1000 ℃ で form し た acidification flat membrane の interface は に nearly い こ と, 100% dry acid element in 1000 ℃ で form し た film thickness 22.5 mm の acidification membrane の occasions に は with じ acidification condition で made し た film thickness 9.3 mm に の occasion than べ て interface は さ ら に に nearly flat い こ と , ア ル ゴ ン で bush 釈 し た dry acid element in 1000 ℃ に お け る acidification の occasions の interface は flat で は な く な る こ と, ア ル ゴ ン で bush 釈 し た dry acid element in 1000 ℃ after で acidification に smothering element ま た は ア ル ゴ ン 1000 ℃ in 1 time hot 処 し た occasions に は hot 処 Richard し な に い occasion than べ て interface は さ ら に flat で は な く な Youdaoplaceholder0 が とな が が Ming ら になった になった. す な わ ち, acidification time が 応 force time に than べ て long い た め に acidification membrane の true 応 force の ease が raw ず る occasions お よ び hot 処 Richard に よ り 応 force easing が raw ず る occasions に は, interface が flat で な く な る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

服部健雄: 日本結晶学会誌. 29. 92-95 (1987)

服部武夫：日本晶体学会杂志 29. 92-95 (1987)。

服部健雄: "日本表面科学会10周年記念「表面科学の基礎と応用」第3章第5節絶縁体/半導体" エヌ・テイ・エス, (1989)

Takeo Hattori：“日本表面科学学会成​​立 10 周年‘表面科学的基础和应用’第 3 章第 5 节绝缘体/半导体”NTS，（1989 年）

服部健雄: 半導体基盤技術研究会会誌. 1. (1989)

服部武夫：半导体基础技术研究组杂志1。（1989）。

服部健雄: 応用物理. 56. 1412-1422 (1987)

服部武夫：应用物理学。56。1412-1422（1987）

T.Hattori: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. 27. L1120-L1122 (1988)

T.Hattori：日本应用物理学杂志。