シリコン初期酸化表面の非接触原子間力顕微鏡による酸素とシリコンの原子分解能識別

使用非接触式原子力显微镜在早期氧化硅表面上进行氧和硅的原子分辨率识别

• 批准号: 15710077
• 负责人: 西 竜治
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15710077/
• 关键词: 非接触原子間力顕微鏡; NC-AFM; AFM; Si(111); 初期酸化; 酸素; 解離吸着; 吸着構造; 吸着; シリコン

半導体の微細加工技術が進みますますデバイスの微細化が進んでいる。ゲート酸化膜として非常に薄いシリコン酸化膜が用いられており、原子レベルでの酸化機構解明が重要視されるようになっている。電気的特性や平坦性などの特性を向上させるために、初期酸化過程機構の解明の重要性が高まっている。しかし、シリコン上の初期酸化については様々な方法で研究されてきたにもかかわらず、その酸化過程については完全に明らかになっていない。この研究では、非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)を用いて、シリコン表面上に吸着した酸素を観察し、シリコン原子との識別の研究を行った。観察像からシリコンの初期酸化構造についてのモデルについて示した。測定条件は、Si(111)7×7再構成表面に室温で酸素を0.05L〜0.2L暴露し、室温にてNC-AFM観察した。これにより酸素の初期吸着構造について以下のような知見を得た。(1)NC-AFM観測では酸素吸着した場所はシリコンアドアトムより高く観測される。(2)Si(111)7×7のFaulted HalfとUnfaulted Halfに吸着する比は約2.3であり、STMの結果とほぼ一致した。また、Corner AdatomとCenter Adatom位置に吸着する比は等しいがSTMの場合はCorner Adatomの方がやや多い。これはSTMでは吸着位置に暗点と輝点の両方の場合があり、混同している可能性があるためと考えられる。(3)吸着位置での高さは、0.6Å前後の多数の輝点と2Å程度の少数な輝点とに分類される。酸素分子が解離するといわれる350度のアニール後の表面では2Å程度の輝点は見られなくなったことから、0.6Å前後の輝点は酸素分子が原子状に解離し、シリコン同士の結合を切り、酸素原子が潜り込んだ構造が支配的であることがわかった。

Semiconductor microfabrication technology advances in miniaturization The acid film is very thin and the acid film is very thin. The acid film is very thin and the acid film is very thin. The acid film is very thin and the acid film is very thin. The importance of understanding the mechanism of the initial acidification process is very high. Study on the method of initial acidification and acidification process This research is carried out by using non-contact atomic force microscopy (NC-AFM) to detect adsorbed atoms on the surface of the medium and to identify atoms. Observation of the initial acidification structure of the image shows that The measurement conditions were Si(111)7×7 reconstituted surface, 0.05L ~ 0.2L exposure at room temperature, NC-AFM observation at room temperature. The initial adsorption structure of the acid element is the following: (1)NC-AFM measurement of acid absorption site is very important. (2)Si(111)7×7 Faulted Half to Unfaulted Half adsorption ratio is about 2.3, STM results are consistent. The position of Corner Adatom and Center Adatom is equal to that of STM. The possibility of confusion and confusion is discussed. (3)Most of the bright spots around 0.6 ° C and a few of the bright spots around 2 ° C are classified according to the absorption position. The acid molecules dissociate from each other at 350 ° C. The bright spots on the surface of the acid molecules are 2 ° C. The bright spots around 0.6 ° C. The acid molecules dissociate from each other atomically. The acid atoms dissociate from each other and are dominated by the structure.

项目成果

Seizo Morita et al.: "Atom Selective Imaging and Mechanical Atom Manipulation base on Noncontact Atomic Force Microscope Method"e-Journal of Surface Science and Nanotechnology. 1. 158-170 (2003)

Seizo Morita 等人：“基于非接触原子力显微镜方法的原子选择性成像和机械原子操纵”表面科学与纳米技术电子杂志。

Ryuji Nishi et al.: "Atom selective imaging by NC-AFM : Case of oxygen adsorbed on a Si(111)7×7 surface"Applied Surface Science. 210・1-2. 90-92 (2003)

Ryuji Nishi 等人：“NC-AFM 的原子选择性成像：Si(111)7×7 表面上吸附的氧的情况”应用表面科学 210・1-92 (2003)。