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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。

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.