課題別成果報告 -詳細-

極薄HfSiOxNy/Si(100)構造の光電子分光分析
大田晃生、中川 博、村上秀樹、東清一郎、宮崎誠一、犬宮誠治、奈良安雄

　ALD により厚さ~5nm のHfSiOx 膜(Hf/(Hf+Si)=~43%)を形成し、Ar/N2 雰囲気下でプラズマ窒化 を行ったHfSiOxNySi(100)スタック構造において、N2 雰囲気中で高速熱処理処理(1050?C)して生じ る化学構造及び電子状態の変化をX 線光電子分光法(XPS)及び光電子収率分光法(PYS)を用いて評 価した。内殻光電子スペクトル分析より、1050℃熱処理後には、添加したN 原子は主としてSi 原 子と結合し、成膜時に形成した高次Hf-Nx 結合はほぼ消滅する。また、光電子エネルギー損失スペ クトル及び価電子帯スペクトル分析から、N 濃度が増大するに従いHfSiOxNy 薄膜のバンドギャッ プとSi1(100)に対する価電子帯側のバンドオフセット量は徐々に低下するが、伝道帯側のバンドオ フセット量はN 濃度に依らず一定であった。PYS 測定の結果、17.8at.%以上N 添加した場合、熱処 理によって欠陥が生成されることが明らかになった。