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山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 末光 眞希*; 成田 克*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆
no journal, ,
非プレーナー型3D-CMOSデバイスの活性面として注目を集めるSi(110)表面の1原子層酸化膜の形成過程、及び、界面化学結合状態の時間発展をリアルタイム放射光光電子分光を用いて調べた。基板温度813K,酸素圧力1.1
10
Paで酸化した場合のSi2p光電子スペクトルの酸化成分(Si
:n=1-4)の時間発展を解析した。酸素暴露量30L付近までのSi
の急成長は、Si(001)酸化と同様にSiを介した酸化反応経路の存在を示唆している。一方、Si(001)酸化と対照的に、1MLまで一貫してSi
がSi
よりも優勢であった。この特徴から反応機構を推測した。Si(110)面の第一層酸化が、(110)面内に密に並ぶ鎖状Si-Si結合(A結合)への酸素挿入と、(-110)面内のSi-Si結合(B結合)への酸素挿入から成り、A結合の酸化が酸化歪の蓄積によって部分的にしか行われないためと理解される。
酸化過程のXPS解析中野 卓哉*; 富樫 秀晃*; 松本 光正*; 山本 喜久*; 鈴木 康*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 末光 眞希*
no journal, ,
水素終端Si(110)面の室温UV/O酸化時における酸化膜の時間発展を放射光光電子分光法によって観察し、水素終端Si(110)表面に固有の酸化機構を見いだした。HF処理により水素終端させたSi(110)面に、大気下で低圧水銀ランプによるUV光(253.7, 184.9nm)を照射して表面を酸化した。UV/O照射時間に対する酸化膜厚の時間発展はステップ的挙動を示し、そのステップ幅は約0.2nmであった。これはSi(110)面の酸化膜厚1層分(0.19nm)にほぼ等しい。(110)面内のSi原子には鎖状に密に結合するAボンドと上下のAボンド鎖を膜厚方向に疎に結合するBボンドがある。ステップ的酸化挙動は酸化歪の小さいBボンド酸化がAボンド酸化に比べて大きな反応速度を持つと考えることで理解可能である。