断面光電子分光法による非晶質シリコン酸化膜の組成および結合状態密度の深さ方向分析

利用截面光电子能谱深度分析非晶硅氧化物薄膜的成分和键态密度

基本信息

  • 批准号:
    13025243
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.94万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

前年度は、希土類酸化物/Si界面遷移層の角度分解X線励起Gd4d・Lu 4d・Si 2p光電子スペクトル(ARXPs)の解析に最大エントロピー法を適用することにより、Gd_2O_3/Si(100)やLu_2O_3/Si(100)の界面遷移層を構成するシリケート層の組成変化を明らかにした。今年度は、深さ方向組成変化の決定精度をさらに高めるために、先ず深さ方向元素分布を京都大学木村健二教授の開発された高分解能ラザフォード後方散乱測定(HRBS)により決定し、その元素分布に基づいてGd4d・Si 2P光電子スペクトルを解析する方法を提案し、Si(100)面上に形成した膜厚約4nmのガドリニウム酸化膜の深さ方向組成・化学結合状態分析を原子スケールの深さ方向分解能で決定することに成功した。すなわち、Si 2p、Gd 4d、O 1s角度分解光電子スペクトルの測定結果によれば、ガドリニウム酸化膜の光電子スペクトルの化学シフト量がシリコン酸化膜の場合よりも小さく、Gd_2O_3層とSi基板との間に形成される遷移領域がGdシリケート層により形成されていることを示していると考えられる。Gd_2O_3層とGdシリケート層の境界をGd_2O_367mol%、SiO_233mol%、Gdシリケート層とSiO_2層の境界をGd_2O_333mol%、SiO_267mol%、SiO_2層とSi基板との境界をSiO_250mol%、Si 50mol%と各々定義すると、ガドリニウム酸化膜は膜厚1.65nmのGd_2O_3層と膜厚0.7nmのSiO_2層の間に膜厚0.55nmのGdシリケート層が形成されていることを示している。光電子の脱出角15°以下での実験値の定量的検討から、ガドリニウム酸化膜の表面近傍にGd-Si結合が存在することが推論された。
In the previous year, youdaoplaceholder0, the migration layer of the xitulanaceous acid /Si interface, the angular decomposition X-ray excitation Gd4d · Lu 4d · Si 2 p optoelectronic ス ペ ク ト ル (ARXPs) の parsing に biggest エ ン ト ロ ピ ー を applicable す る こ と に よ り, Gd_2O_3 / Si (100) や Lu_2O_3 / Si (100) の interface migration layer を constitute す る シ リ ケ ー ト layers of の variations change を Ming ら か に し た. Our は, of deep さ direction - の decision accuracy を さ ら に high め る た め に, first ず deep さ direction element distribution produced kimura を Kyoto university professor の open 発 さ れ た high decomposition can ラ ザ フ ォ ー ド rear scattered determination (HRBS) に よ り decided し, そ の element distribution に base づ い て Gd4d · Si 2 p optoelectronic ス ペ ク ト ル を parsing す る method proposed を し, Si (100) surface に form し た film thickness is about 4 nm の ガ ド リ ニ ウ ム acidification of membrane の deep さ direction, chemical state analysis を atomic ス ケ ー ル の deep さ direction decomposition will で す る こ と に successful し た. Youdaoplaceholder0, Si 2p, Gd 4d, O 1 s Angle decomposition photoelectron ス ペ ク ト ル の determination results に よ れ ば, ガ ド リ ニ ウ ム acidification membrane の photoelectron ス ペ ク ト ル の chemical シ フ ト quantity が シ リ コ ン acidification membrane の occasions よ り も small さ く, Gd_2O_3 と Si substrate と の に formed between さ れ る migration domain が Gd シ リ ケ ー ト layer に よ り form さ れ て い る こ と を shown し て い る Youdaoplaceholder0 tests えられる. Gd_2O_3 layer と Gd シ リ ケ ー ト の boundary layer を Gd_2O_367mol %, SiO_233mol %, Gd シ リ ケ ー ト layer と SiO_2 layer の realm を Gd_2O_333mol %, SiO_267mol %, SiO_2 layer と Si substrate と の realm を SiO_250mol %, 50 mol % Si と 々 each definition す る と, ガ ド リ ニ ウ ム acidification membrane は film thickness of 1.65 nm の Gd_2O_3 layer と film thickness of 0.7 nm の SiO_2 layer の に film thickness between 0.55 nm の Gd シ リ ケ ー が ト layer formed さ れ て い る こ と を shown し て い る. Photoelectron の emergence Angle under 15 ° で の be 験 numerical の of quantitative 検 か ら, ガ ド リ ニ ウ ム の acidification membrane surface almost exist alongside に Gd - Si combining が す る こ と が inference さ れ た.

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Nishizaki, H.Nohira, K.Takahashi, N.Kamakura, Y.Takata, S.Shin, K.Kobayashi, N.Tamura, K.Hikazutani, T.Hattori: "Depth Profiling of Oxynitride Film Formed on Si(100) by Photon Energy Dependent Photoelectron Spectroscopy"publication in Applied Surface Sc
K.Nishizaki、H.Nohira、K.Takahashi、N.Kamakura、Y.Takata、S.Shin、K.Kobayashi、N.Tamura、K.Hikazutani、T.Hattori:“Si 上形成的氮氧化物薄膜的深度分析(
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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K.Hirose、H.Kitahara、T.Hattori:“Si 衬底上形成的超薄 SiO_2 薄膜的介电性能表征”应用表面科学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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K.Nishizaki、H.Nohira、K.Takahashi、N.Kamakura、Y.Takata、S.Shin、K.Kobayashi、N.Tamura、K.Hikazutani、T.Hattori:“Si 上形成的氮氧化物膜的深度分析(
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
服部健雄: "極薄シリコン酸化膜に関する研究の現状と課題"Journal of Vacuum Society of Japan(真空). 44・8. 695-700 (2001)
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  • 发表时间:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
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