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硬X線光電子分光による酸化膜の評価

机译：硬X射线光电子能谱评估氧化膜

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摘要

We report the applications of a hard X-ray photoelectron spectroscopy to the characterization of SiO_2/Si(001) systems. Large escape depth of high-energy photoelectron enables us to probe buried layers and their interfaces in multilayer structures. Estimation of SiO_2 overlayer thicknesses up to 25 nm by angle resolved XPS was possible in SiO_2/Si(001) samples. Determination of the thickness profile of a wedged shape SiO_2 buried layer was successfully done in Ir (8 nm) /HfO_2 (2.2 nm) /thickness graded-SiO_2 (0-10 nm) / Si (100). The Si 1s core level showed a SiO_2 thickness dependent shift, which was ascribed to fixed charge at the SiO_2-Si interface. Energy distribution of interface states at ultrathin thermal oxide/Si(100) interfaces were determined by Si 1s core level shift by applying gate bias in metal-oxide-semiconductor (MOS) structure with 5 nm Au gate electrodes.%HAXPESは，埋もれた界面，多層膜構造，MOS構造デバイス等の評価として十分な検出深さをもち，多層膜中の埋もれた層の膜厚や界面状態に起因した電子状態の情報を得ることができる.また，実デバイスに近い条件でのデバイス動作環境での電子状態の情報がえることで，デバイスの性能特性を評価する方法としてとても強力なツールである.ここで示した例は，放射光アンジュレータービームラインにおける実験ではなく.いずれもCrKα(5.4keV)線励起の実験室HAXPES装置で得られた結果である.これらの結果は，実験室HAXPES装置を用いて多層薄膜材料およびデバイスの多様な評価が可能であることを示すものである.放射光ビ-ムラインにおけるビームタイムリソースが十分でない現状を考えると，実験室HAXPES装置の実用化が真に望まれる.
机译：我们报告了硬X射线光电子能谱表征SiO_2 / Si（001）系统的应用。高能光电子的较大逸出深度使我们能够探测多层结构中的掩埋层及其界面。在SiO_2 / Si（001）样品中，通过角度分辨XPS可以估计高达25 nm的SiO_2覆盖层厚度。在Ir（8 nm）/ HfO_2（2.2 nm）/厚度渐变SiO_2（0-10 nm）/ Si（100）中成功完成了楔形SiO_2掩埋层的厚度轮廓的确定。 Si 1s核心能级显示SiO_2厚度依赖性位移，这归因于SiO_2-Si界面处的固定电荷。通过在具有5 nm Au栅电极的金属氧化物半导体（MOS）结构中施加栅极偏压，通过Si 1s核心能级偏移来确定超薄热氧化物/ Si（100）界面处的界面态能量分布。％HAXPESは，埋もれた界面，多层膜构造，MOS构造デバイス等の评価として十分な検出深さをもち，多层膜中の埋もれた层の膜厚や界面状态に起因した电子状态の情报を得ることができる。动作イスに近い条件でのデバイス动作环境での电子状态の情报がえることで，デバイスの性能特性を评価する方法としてとても强力なツールである。ここで示した例は，放射光ずれも。いずれもCrKα（5.4keV）线励起の実験室HAXPES装置で得られた结果である，実験室HAXPES装置を用いて多层薄膜材料およびデバイスの多様な评価が可能で放射とを示放射のである。放射光ビ-ムラインにおけるビーがイムリソースが十分でない现状を考えると，実験室HAXPES装置の実用化が真に望まれる。

著录项

  • 来源
    《真空》 |2015年第2期|43-49|共7页
  • 作者

    小畠　雅明; 小林　啓介;

  • 作者单位

    独立行政法人日本原子力研究開発機構　原子力科学研究部門　量子ビーム応用研究センター　量子ビーム物性制御•解析技術研究ユニット　電子構造研究グループ　(〒679-5148　兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-1　SPring-8内);

    独立行政法人日本原子力研究開発機構　原子力科学研究部門　量子ビーム応用研究センター　量子ビーム物性制御•解析技術研究ユニット　電子構造研究グループ　(〒679-5148　兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-1　SPring-8内),国立大学法人広島大学　放射光科学研究センター　(〒739-0046　広島県東広島市鏡山2-313),公立大学法人高知工科大学　総合研究所　(〒782-8502　高知県香美市土佐山田町宮ノ口185);

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