低速電子衝撃プラズマ法による誘電体薄膜の低温形成

慢电子碰撞等离子体法低温形成介电薄膜

• 批准号: 11875073
• 负责人: 小林 光
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875073/
• 关键词: XPS; シリコン; 窒化; シリコンオキシナイトライド; 密度汎関数法; SiO_2; 窒素プラズマ; 低速電子衝撃

低速電子衝撃によって窒素プラズマを生成する場合、10^<-3>Torrの窒素でもプラズマが生成することを見出した。窒素プラズマは、フィラメントからのエミッション電流に依存して3種類存在することがわかった。これらは、低密度黄色プラズマ、青色プラズマ、高密度黄色プラズマである。いずれのプラズマを用いてもSiO_2膜は窒化でき、10%以上の窒素を含有させることが可能であるが、青色プラズマを用いた場合、リーク電流が大きかった。一方、黄色プラズマを用いた場合リーク電流密度は低く、ゲート絶縁膜への応用が可能である。これらのプラズマを用いて二酸化シリコン膜を窒化した後、X線光電子分光スペクトルを観測した。観測された種々のN1sピークを、密度汎関数法を用いた第一原理理論計算と比較することによって帰属した。メインピークから4.5eV高エネルギー位置に観測されたピークは[N-(Si)_4]+によるもので、電気測定の結果から、固定電荷密度や界面準位密度とこの化学種が関係していることがわかった。また、理論計算とXPSスペクトルの観測結果から、次のような窒化の機構を得た。SiO_2とプラズマ中のN^+が反応して表面にN^+-(Si)_2が形成され、その後N^+イオンが薄膜内の電界に促進されて内部に侵入して、これがO-N(-Si)_2に変化する。この化学種が活性化エネルギーの山を越えればシリコンオキシナイトライドN-(Si)_3が形成される。450℃以下で窒化した場合、シリコンオキシナイトライド膜中にはO-N(-Si)_2が残存し、これを加熱した場合、SiO_2やSiと反応してさまざまな化学種が生成することも見出した。一方、450℃以上で形成したシリコンオキシナイトライド膜中にはO-N(-Si)_2は残存せず、これを加熱した場合には化学状態の変化はなかった。

The low-speed electric power plant is used to generate the asphyxiating hormone, and the 10 ^ & lt;-3>Torr power supply is used to generate the power supply. Asphyxiation is not necessary, and there is a significant impact on current dependence. Low-density yellow, cyan, high-density yellow. In this case, the Sio _ 2 film is used to asphyxiate, and more than 10% of the asphyxiant contains a high temperature, a cyan, a cyan and a high current. On the one hand, the yellow color is used in combination with the current density is low, and the film is not suitable for use. After the asphyxiation of the sulfuric acid film, the X-ray photoelectron spectroscopy was used to determine the temperature. The first principle theory is used to calculate the distribution of N1s in many different kinds of materials, such as N1s and density. The location of the 4.5eV high-temperature sensor is different from that of the NN-(Si) _ 4] + electrical measurement results, the fixed charge density interface alignment density measurement, the chemical chemistry method, the electron density measurement interface, and the electronic measurement results. According to the calculation of the theory and theory, the results of the XPS operation were satisfactory, and the secondary operation suffocated the organization. In SiO_2, the surface of N^ +-(Si) _ 2 becomes sensitive. After that, the electrical industry in the thin film promotes the detection of internal intrusions and reactionaries on the surface of N (- Si) _ 2. The chemical reaction of N-(Si) _ 3 is caused by the activation of the mountain. When the temperature is below 450C, the residue of N (- Si) _ 2 in the film of asphyxiation reaction, the reaction of N (- Omura) _ 2, the reaction of SiO_2 and Si, the formation of the chemical compound, the formation of the chemical compound, and the formation of the chemical compound in the film. One side, the temperature above 450C is high. The chemical state of the film is different from that in the film. The chemical state of the film is different from that in the film.

项目成果

Takeaki Sakurai: "SiCl SiO_2 interface states observed by x-ray photoelectron Spectroscopy measurements under bias"Appl.Phys.Lett.. 86. 96-98 (2001)

樱井武明：“偏压下 X 射线光电子能谱测量观察到的 SiCl SiO_2 界面态”Appl.Phys.Lett.. 86. 96-98 (2001)

T.Mizokuro: "Mechanism of low temperature nitridation of silicon oxide layers by nitrogen plasma generated by low energy electron impact"Journal of Applied Physics. 85(5). 2921-2928 (1999)

T.Mizokuro：“低能电子撞击产生的氮等离子体对氧化硅层进行低温氮化的机制”应用物理学杂志。

Masafumi Tamura: "Ultrathin Silicon oxynitride layer with a low leakage current density"3rd COE Symposium on Atomic Scale Processing and Novel Properties in Nanoscopic Materials. 38 (2000)

Masafumi Tamura：“具有低漏电流密度的超薄氮氧化硅层”第三届 COE 原子级加工和纳米材料新特性研讨会。

Hikaru Kobayashi: "Formation of SiO_2/SiC structure at 203℃ by use of perchloric acid,"Appl.Phys.Lett.. 86. (2001)

小林光：“使用高氯酸在 203℃ 下形成 SiO_2/SiC 结构”，Appl.Phys.Lett.. 86. (2001)