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：
服部健雄
金额：
$ 26.94万
依托单位：
Musashi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for 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。

在上一年中，最大熵方法应用于分析角度分辨的X射线泵式GD4D，LU 4D，SI 2P光电谱（ARXPS）的稀土氧化物/Si界面过渡层，揭示了构成接口过渡层GD_2O_3/SI（ lu_2o_3/si（100）。 This year, in order to further improve the accuracy of determining the compositional changes in the depth direction, we first proposed a method to determine the elemental distribution in the depth direction using high-resolution Rutherford backscatter measurement (HRBS) developed by Professor Kimura Kenji, Kyoto University, and analyze the Gd4d-Si 2P photoelectron spectrum based on the elemental distribution, and successfully determined the depth direction composition and chemical使用原子尺度的深度方向分辨率，在Si（100）平面上对氧化物膜的键态分析，厚度约为4 nm。也就是说，SI 2P，GD 4D和O 1S角度分辨的光电子光谱的测量结果表明，氧化物氧化物膜的光电谱的化学位移量小于氧化硅薄膜的光电谱，并且由GD_2O_3层与GD_2O_3层之间形成的过渡区域，由Sii sisi selitate selate selate selate selate selate selate selate selate is gd sed gd。 If the boundary between the Gd_2O_3 layer and the Gd silicate layer is defined as Gd_2O_367mol%, SiO_233mol%, the boundary between the Gd silicate layer and the SiO_2 layer is defined as Gd_2O_333mol%, SiO_267mol%, and the boundary between the SiO_2 layer and the Si substrate is defined as SIO_250mol％和Si 50mol％分别，氧化粒膜膜显示，厚度为0.55nm的GD硅酸盐层在GD_2O_3层之间形成0.55nm，厚度为1.65nm，厚度为0.7nm，SIO_2层的厚度为1.65nm。已经推断出，在15°以下的光电子逃逸角度的实验值的定量研究已经推断出GD-SI键在氧化物膜膜的表面附近存在。