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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2009-06-19 10:20 Si酸化における界面反応の第一原理計算 ○秋山 亨（三重大）・影島博之（NTT）・植松真司（慶大）・伊藤智徳（三重大）  SDM2009-28 |
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| 抄録 | （和） | Si酸化における界面反応過程の詳細を第一原理計算に基づき解明した。ドライ酸化を想定したO$_2$分子での界面反応では、O$_2$分子は酸化膜中に分子状で存在しSi基板と容易に反応して新たな酸化膜が形成される。一方、ウェット酸化を想定したH$_2$O分子での界面反応では、酸化膜中でH$_2$O分子は解離してシラノール(SiOH)基を形成する。このシラノール基がSi基板と反応する際には、いったんH$_2$O分子を形成することによってSi基板と反応して新たな酸化膜が形成される。熱酸化によって形成されるアモルファス酸化膜の構造的性質(酸化種の安定サイトの存在)を考慮すると、酸化種に依存して酸化膜中での形態は異なるものの、界面反応の活性化エネルギーは酸化種に依らず2.2-2.6 eV程度となり、Deal-Groveモデルに基づいて得られる活性化エネルギーの実験値とも一致する。これらの結果は、酸化種の界面反応過程においては、酸化種の形態およびその反応過程だけでなく酸化膜の構造的性質も重要であることを示唆している。 |
| （英） | The interfacial reaction processes during Si oxidation are investigated based on first-principles total-energy electronic structure calculations. For the reaction of O$_2$ molecules at Si/Si-oxide interface, which simulates the oxidation under dry condition, the molecular-form O$_2$ is stably located in the oxide region and easily reacts with Si substrate, resulting in the formation of new oxides. In contrast, for the reaction of H$_2$O molecules, which simulates the oxidation under wet condition, its stable form is different from that of O$_2$ molecules: The H$_2$O dissociates and forms silanol (SiOH) groups and its reaction with Si substrate occurs by way of the formation of molecular-form H$_2$O. Considering the structural characteristics of amorphous SiO$_2$, in which there are stable sites for oxidant, the calculated activation energy for the reaction is estimated to be 2.2-2.6 eV, reasonably consistent with experimental data based on the Deal-Grove model. The results imply that structural properties of amorphous SiO$_2$ as well as the form of oxidants and its reaction are of importance for microscopic understanding of the reaction processes. | |
| キーワード | （和） | シリコン / 酸化 / 界面反応過程 / 第一原理計算 / / / / |
| （英） | Silicon / Oxidation / Interfacial reaction process / First-principles calculation / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 109, no. 87, SDM2009-28, pp. 9-13, 2009年6月. | |
| 資料番号 | SDM2009-28 | |
| 発行日 | 2009-06-12 (SDM) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SDM2009-28 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
| 開催期間 | 2009-06-19 - 2009-06-19 |
| 開催地（和） | 東京大学（生産研An棟） |
| 開催地（英） | An401・402 Inst. Indus. Sci., The Univ. of Tokyo |
| テーマ（和） | ゲート絶縁薄膜、容量膜、機能膜およびメモリ技術（応用物理学会、シリコンテクノロジー分科会、第113研究集会「ゲートスタック研究の進展－Ge系材料を中心に」との合同開催） |
| テーマ（英） | Science and Technology for Dielectric Thin Films for MIS Devices |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SDM |
| 会議コード | 2009-06-SDM |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | Si酸化における界面反応の第一原理計算 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | First-Principles Calculations for Interfacial Reaction during Si Oxidation |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | シリコン / Silicon |
| キーワード(2)（和/英） | 酸化 / Oxidation |
| キーワード(3)（和/英） | 界面反応過程 / Interfacial reaction process |
| キーワード(4)（和/英） | 第一原理計算 / First-principles calculation |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 秋山 亨 / Toru Akiyama / アキヤマ トオル |
| 第1著者 所属（和/英） | 三重大学 (略称： 三重大) Mie University (略称： Mie Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 影島 博之 / Hiroyuki Kageshima / カゲシマ ヒロユキ |
| 第2著者 所属（和/英） | NTT物性科学基礎研究所 (略称： NTT) NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation (略称： NTT Corp.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 植松 真司 / Masashi Uematsu / ウエマツ マサシ |
| 第3著者 所属（和/英） | 慶応大学 (略称： 慶大) Keio University (略称： Keio Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 伊藤 智徳 / Tomonori Ito / イトウ トモノリ |
| 第4著者 所属（和/英） | 三重大学 (略称： 三重大) Mie University (略称： Mie Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2009-06-19 10:20:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | SDM |
| 資料番号 | SDM2009-28 |
| 巻番号（vol） | vol.109 |
| 号番号（no） | no.87 |
| ページ範囲 | pp.9-13 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2009-06-12 (SDM) |
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