歪み誘起熱酸化プロセスを用いたシリコン極薄酸化膜形成機構の解明

利用应变诱导热氧化工艺阐明硅超薄氧化膜的形成机制

• 批准号: 07J01914
• 负责人: 小川 修一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J01914/
• 关键词: リアルタイムXPS観察; シリコン熱酸化; RHEED-AES; 点欠陥; Si原子放出; 酸化誘起歪み

本研究では熱酸化プロセスにおいて発生する体積膨張による歪みが酸化膜成長速度へ与える影響を解明し、その歪みをシリコン酸化膜成長に積極的に利用する『歪み誘起熱酸化』の定量的な反応モデルを構築することが目的である。『歪み誘起熱酸化プロセス』とは基板温度の昇降や基板表面原子の置換によってSi基板に意図的に歪みを発生させ、その歪みによって誘起された点欠陥を酸化膜形成に用いる手法である。以上の目的達成のため、本年度は以下の研究を行った。(1)酸化誘起歪みと酸化膜成長速度の同時観察手法の開発高輝度放射光を用いたリアルタイムXPSによって、酸化反応中におけるSi 2p光電子スペクトルの時間発展を測定した。Si^αとSi^βピークを用いて界面酸化誘起歪みの大きさを見積もることができた。界面酸化速度は酸化誘起歪みによって歪んだSi原子の量と直線的な相関を示すことを明らかにした。界面歪みは酸化温度によって変化するが、これは表面酸化における0原子の吸着サイトに依存するためだと考え、準安定酸素を考慮したSi表面酸化反応モデルを提案した。(2)酸化誘起歪みを取込んだ極薄Si酸化膜形成モデルの構築と酸化速度式の定量化酸化誘起歪みに比例した酸化速度を説明するために、酸化誘起歪みによって発生した欠陥(空孔+放出Si原子)が界面酸化の反応サイトになるというモデルを用いて界面酸化の反応速度式を提案した。この反応速度式は実験結果を大変良く再現でき、酸化速度が酸素圧力の1/2乗に比例するという実験結果や酸化膜厚の時間変化の実験結果を再現することができた。

In this study, the growth rate of the acidified film and the influence of the thermal acidification process on the volume expansion and distortion of the acidified film were explained. The growth of the をシリコン acidified film is a positive one that utilizes the quantitative なシモデルを construction of the するみinduced thermal acidificationすることがである. "Thermal acidification induced by distortion" means the rise and fall of the substrate temperature and the replacement of atoms on the substrate surface and the Si substrate.図's にskewed みを発生させ, そのskewed みによって induced された陥をacidification film formation and いる technique である. The above objectives will be achieved, and the following research will be carried out this year. (1) Acidification-induced distortion and simultaneous observation of acidification film growth rate using high-brightness radioactive light and XPS XPS and acidification reaction medium 2p photoelectronics time development measurement system. Si^αとSi^β ピークをUsing the いて interface acidification to induce the distortion of the みの大きさをSee the accumulation of もることができた. The interfacial acidification rate and acidification-induced distortion are related to the amount of Si atoms and the straight line. Interface skew acidification temperature によって剉化 するが, これは surface acidification における0 atoms のsorption サイトThe proposal of acidification reaction of Si surface acidification and reaction of quasi-stabilizing acid and quasi-stabilizing acid is considered. (2) Acidification induces distortion. The structure of the extremely thin Si acidification film is formed. Quantitative acidification rate formula. Acidification induces distortion. Ratio. Acidification speed. Explanation. Acidification. It induces the reaction of interfacial acidification due to the distortion of the pores and the release of Si atoms. We propose a reaction rate formula for acidification of the interface using いて interface acidification. The reaction speed formula is the result of the large-scale reappearance, and the acidification speed is the 1/2 multiplication of the acid pressure. The ratio of the acidification film thickness and the time change of the acidification film thickness is the reproduction of the acidification film thickness.

项目成果

統合Si酸化反応モデルの実験的検証(3):界面酸化の活性化エネルギー

集成硅氧化反应模型的实验验证（三）：界面氧化活化能

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Ogawa;et. al.;小川修一
• 通讯作者: 小川修一

Si(001)surface layer-by-layer oxidation studied by real-time photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation

使用同步辐射的实时光电子能谱研究Si(001)表面逐层氧化

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal Applied Physics Vol.46,No.5B
• 作者: H.Nanjo;Y.Yao;Z.Xia;M.Nishioka;Y.Hiejima;M.Kanakubo;S. Ogawa
• 通讯作者: S. Ogawa