5eV酸素原子線と超熱窒素分子線併用によるシリコン酸窒化構造の形成

Formation of silicon oxynitride film using 5eV O atom and hyperthermal N beam exposures

田川 雅人*; 横田 久美子*; 西崎 徳晃*; 宮階 優*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Tagawa, Masahito*; Yokota, Kumiko*; Nishizaki, Noriaki*; Miyagai, Suguru*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

並進運動エネルギーが2keVの高速窒素分子ビームを酸化したSi(001)表面に照射した場合には、シリコン結晶の光電子ピークが不明瞭になることから酸化膜を透過した窒素分子がシリコン結晶と反応することがわかっている。1.6eVから6.9eVの窒素分子ビームを酸化シリコン表面に照射して光電子分光観察した。窒素分子の並進運動エネルギーが大きくなるにつれてSi-Nに由来するSi2p光電子強度はバルク敏感測定の方が表面敏感測定よりも強くなった。この結果は窒素分子が低運動エネルギーでも酸化膜中に進入して、運動エネルギーが大きいほど界面近くでシリコンとの化学結合をつくることを示している。

Fast nitrogen molecular beams with 2 keV kinetic energy were irradiated at an Si(001) surface with an ultra-thin oxide overlayer. Photoemission peaks of bulk Si atoms became to be not clear. This fact indicates that nitrogen molecules transmitted from the oxide film react with bulk Si atoms. On the other hand, slow nitrogen molecular beams with 1.6 eV to 6.9 eV incident energy were irradiated at the oxide film. The surfaces were observed by photoemission spectroscopy with synchrotron radiation. With increasing the incident energy, SiN-related part in the Si2p photoemission peak increased in the bulk-sensitive measurements rather than surface-sensitive measurements. This fact reveals that nitrogen molecules are impinged into the oxide film even in such low energy and chemical bonds with Si atoms are formed near the interface.