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論文

Oxidation mechanisms of hafnium overlayers deposited on an Si(111) substrate

垣内拓大*; 的場友希*; 小山大輔*; 山本優貴*; 吉越章隆

Langmuir, 38(8), p.2642 - 2650, 2022/03

https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c02711

被引用回数：1 パーセンタイル：14.86(Chemistry, Multidisciplinary)

Hf薄膜を形成したSi(111)基板の界面および表面の酸化プロセスを超音速酸素分子ビーム(SOMB)と放射光光電子分光法により研究した。酸化は最表面のHf層から始まり、化学量論的なHfO $_{2}$ を生成する。2.2eVのSOMBを照射した場合、界面のHfシリサイドが酸化され、HfO $_{2}$ /Si界面近傍にHf-O-Siが生成した。Si基板で酸化が起こり、SiO $_{2}$ 化合物が生成される。HfO $_{2}$ 層の下にあるSiO $_{2}$ /Si界面領域からSi原子が放出され、歪んだSi層に発生した応力を解放する。放出されたSi原子は、HfO $_{2}$ を通過して入射するO $_{2}$ ガスと反応する。

口頭

ハフニウムが吸着したSi(111)基板の局所/全域で進行する酸化反応機構; Hfの蒸着量に依存した表面界面酸化状態の違い

垣内拓大*; 津田泰孝; 吉越章隆

no journal, ,

HfO $_{2}$ は、Si半導体デバイスの高誘電率ゲート絶縁膜材料として注目を集めている。本研究では、約0.5、2.0MLの異なる量のHfが吸着したSi(111)上にO $_{2}$ ガス曝露(並進エネルギー:0.03eV)および超音速O $_{2}$ 分子線(並進エネルギー:0.39、2.2eV)によって酸化した試料のHf4f, Si2p, O1s光電子スペクトルで調べた。0.5MLの低被服率では、HfがSi(111)-77上のrest-atomやadatom上に吸着して特異な局所構造(hexagonal structure)を形成し、その周辺でのみ酸化が進行しHf $^{3+}$ シリケートまでとなる。一方、2.0MLでは、酸化反応が表面金属Hf層全域で速やかに進行するため、Hf $^{4+}$ シリケートまで生成すると考えられる。