【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT5044
利用課題名 / Title
酸化膜の評価
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
空隙, 酸化膜, 陽電子消滅
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
上殿 明良
所属名 / Affiliation
つくばマテリアルリサーチ株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
満汐 孝治
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-501：陽電子プローブマイクロアナライザー(PPMA)
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
陽電子プローブマイクロアナライザー（AT-501 (PPMA)）を用いて、Si基板上に形成したSiO2膜の空隙（自由体積）を評価した。成膜後の試料と焼鈍を実施した試料について、陽電子寿命スペクトルを取得、得られた陽電子寿命から、試料中の自由体積のサイズ、焼鈍による自由体積の焼鈍特性を考察した。
実験 / Experimental
Si基板上に厚さ100 nmのSiO2をTEOSで形成した試料について、窒素雰囲気中で1000℃までの焼鈍を行った試料を作成した。これらの試料について、陽電子プローブマイクロアナライザー（AT-501 (PPMA)）を用いて陽電子寿命スペクトルを測定し、多成分解析することにより、陽電子寿命とその相対強度を取得した。
結果と考察 / Results and Discussion
焼鈍前の試料について、寿命スペクトルを3成分解析した結果、長寿命成分は約1.5 nsであった。この寿命は、オルソ・ポジトロニウム（o-Ps）が、自由体積中で自由体積側面の電子と消滅していることを示す（ピックオフ消滅）。o-Psの寿命は焼鈍温度が上昇すると上昇し、800℃焼鈍後には約2.3 nsに達した。これは、焼鈍により自由体積のサイズが増大していることに対応する。TEOSにより成膜した試料では、大量の不純物がSiO2マトリックスに存在する自由体積に捕獲されており、これらが焼鈍により脱離することと、上記、自由体積サイズの増大が相関している。また、Si-Oネットワークの組み換えにより、熱酸化SiO2のネットワークに近づこうとする効果が影響していると考えられる。800℃以上では、ピックオフ消滅に対応する寿命は低下を始め、1000℃焼鈍後は約1.7 nsに達した。これは、一般に観測される熱酸化SiO2膜のピックオフ消滅寿命よりやや長く、測定したSiO2膜は1000℃焼鈍後も、熱酸化膜のネットワークに到達しないことが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件