氧化矽膜：闡明 SPring-8 的界面缺陷！
– 追踪氧化矽薄膜的生長過程 –
日本原子能機構：
他闡明了支持半導體產業的“氧化矽膜生長機制”。
春季 8：
使用 SPring-8 的高強度同步輻射實時跟踪反應。
明確接口缺陷的原因：
– 氧化膜與硅基板界面缺陷實時分析 –
當氧分子發生反應時，
發現涉及“有助於導電的電子、空穴等”。
它導致“半導體器件的節能、小型化和可靠性提高”。
闡明氧分子反應：
“在氧化膜和矽襯底之間的界面處存在缺陷氧化膜和矽襯底：闡明 SPring-8 的界面缺陷！
– 追踪氧化矽薄膜的生長過程 –
日本原子能機構：
他闡明了支持半導體產業的“氧化矽膜生長機制”。
春季 8：
使用 SPring-8 的高強度同步輻射實時跟踪反應。
明確接口缺陷的原因：
– 氧化膜與硅基板界面缺陷實時分析 –
當氧分子發生反應時，
發現涉及“有助於導電的電子、空穴等”。
它導致“半導體器件的節能、小型化和可靠性提高”。
闡明氧分子反應：
我們闡明了氧分子與氧化膜和矽基板之間界面處的缺陷發生反應。
反應機理的詳細研究：
– 使用同步輻射的實時測量 –
結果發現，“電子、空穴等，與界面缺陷結合，形成一種促進化學反應的狀態。”
“由於容易反應的缺陷的形成，氧氣以分子的形式被吸附。”
解離成氧原子，
他們發現“形成矽-氧-矽鍵”。
(New Switch)-雅虎新聞
https://news.yahoo.co.jp/articles/2d83ab304b8d87ff964562c02b548c12167e21c4
通過高亮度同步輻射闡明：氧化矽膜的生長過程
-主導納米器件世界的界面缺陷和載流子捕獲-
[演講概要]
半導體器件製造
在半導體器件的製造中，
氧化反應可控，缺陷少，
生產高質量的氧化矽薄膜是必不可少的。
然而，對納米級薄膜區域的矽氧化反應機制的了解還不夠。
在 SSpring-8 觀察到：
使用 SPring-8 同步輻射實時觀察矽表面超薄氧化膜的生長過程。
氧化膜和矽基板
與界面缺陷的關係
結果，他們發現當氧分子與氧化膜和矽襯底之間的界面處的缺陷發生反應時，矽襯底中的載流子參與其中。
這一成就有助於使用矽的半導體器件的節能、小型化和提高可靠性。
日本原子能機構：氧分子在新聞稿中發生反應。
反應機理的詳細研究：
– 使用同步輻射的實時測量 –
結果發現，“電子、空穴等，與界面缺陷結合，形成一種促進化學反應的狀態。”
“由於容易反應的缺陷的形成，氧氣以分子的形式被吸附。”
解離成氧原子，
他們發現“形成矽-氧-矽鍵”。
(New Switch)-雅虎新聞
https://www.jaea.go.jp/02/press2022/p22121901/
Film d’oxyde de silicium : élucidation des défauts d’interface au SPring-8 !
– Suivi du processus de croissance des films d’oxyde de silicium –
Agence japonaise de l’énergie atomique :
Il a clarifié le “mécanisme de croissance du film d’oxyde de silicium” qui soutient l’industrie des semi-conducteurs.
Printemps-8 :
Les réactions ont été suivies en temps réel à l’aide d’un rayonnement synchrotron de haute intensité à SPring-8.
Clarification de la cause des défauts d’interface :
– Analyse en temps réel des défauts d’interface entre le film d’oxyde et le substrat de silicium –
Lorsque les molécules d’oxygène réagissent,
Il a été constaté que “des électrons, des trous, etc. qui contribuent à la conduction de l’électricité” sont impliqués.
Cela conduit à “l’économie d’énergie, la miniaturisation et l’amélioration de la fiabilité des dispositifs à semi-conducteurs”.
Clarifier les réactions moléculaires de l’oxygène :
“Film d’oxyde et substrat de silicium déficients à l’interface entre le film d’oxyde et le substrat de silicium : élucidation des défauts d’interface à SPring-8 !
– Suivi du processus de croissance des films d’oxyde de silicium –
Agence japonaise de l’énergie atomique :
Il a clarifié le “mécanisme de croissance du film d’oxyde de silicium” qui soutient l’industrie des semi-conducteurs.
Printemps-8 :
Les réactions ont été suivies en temps réel à l’aide d’un rayonnement synchrotron de haute intensité à SPring-8.
Clarification de la cause des défauts d’interface :
– Analyse en temps réel des défauts d’interface entre le film d’oxyde et le substrat de silicium –
Lorsque les molécules d’oxygène réagissent,
Il a été constaté que “des électrons, des trous, etc. qui contribuent à la conduction de l’électricité” sont impliqués.
Cela conduit à “l’économie d’énergie, la miniaturisation et l’amélioration de la fiabilité des dispositifs à semi-conducteurs”.
Clarifier les réactions moléculaires de l’oxygène :
Nous avons précisé que les molécules d’oxygène réagissent avec les défauts à l’interface entre le film d’oxyde et le substrat de silicium.
Étude détaillée du mécanisme de réaction :
– Mesure en temps réel par rayonnement synchrotron –
Il a été constaté que “les électrons, les trous, etc. sont liés aux défauts d’interface, créant un état qui facilite les réactions chimiques”.
“L’oxygène est adsorbé sous forme de molécules en raison de la formation de défauts facilement réactifs.”
se dissocier en atomes d’oxygène,
Ils ont découvert “la formation d’une liaison silicium-oxygène-silicium”.
(Nouveau commutateur) – Yahoo Actualités
Élucidation par rayonnement synchrotron à haute luminosité : processus de croissance d’un film d’oxyde de silicium
-Défauts interfaciaux et piégeage de porteurs qui dominent le monde des nanodispositifs-
[Résumé de la présentation]
Fabrication de dispositifs semi-conducteurs
Dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs,
La réaction d’oxydation est maîtrisée et les défauts sont peu nombreux,
Il est essentiel de produire un film d’oxyde de silicium de bonne qualité.
Cependant, la compréhension du mécanisme de réaction d’oxydation du silicium dans la région des couches minces au niveau nano est insuffisante.
Observé à SPring-8 :
Observation en temps réel du processus de croissance d’un film d’oxyde ultra-mince sur une surface de silicium en utilisant le rayonnement synchrotron SPring-8.
Film d’oxyde et substrat de silicium
Relation avec les défauts d’interface
En conséquence, ils ont découvert que les porteurs dans le substrat de silicium sont impliqués lorsque les molécules d’oxygène réagissent avec des défauts à l’interface entre le film d’oxyde et le substrat de silicium.
Cette réalisation contribue à l’économie d’énergie, à la miniaturisation et à l’amélioration de la fiabilité des dispositifs semi-conducteurs utilisant du silicium.
Agence japonaise de l’énergie atomique : Les molécules d’oxygène réagissent dans un communiqué de presse.
Étude détaillée du mécanisme de réaction :
– Mesure en temps réel par rayonnement synchrotron –
Il a été constaté que “les électrons, les trous, etc. sont liés aux défauts d’interface, créant un état qui facilite les réactions chimiques”.
“L’oxygène est adsorbé sous forme de molécules en raison de la formation de défauts facilement réactifs.”
se dissocier en atomes d’oxygène,
Ils ont découvert “la formation d’une liaison silicium-oxygène-silicium”.
(Nouveau commutateur) – Yahoo Actualités
Siliziumoxidfilm: Aufklärung von Grenzflächendefekten bei SPring-8!
– Verfolgung des Wachstumsprozesses von Siliziumoxidfilmen –
Japanische Atomenergiebehörde:
Er verdeutlichte den “Mechanismus des Siliziumoxidfilmwachstums”, der die Halbleiterindustrie unterstützt.
SPring-8:
Die Reaktionen wurden in Echtzeit mit hochintensiver Synchrotronstrahlung bei SPring-8 verfolgt.
Klärung der Ursache von Schnittstellendefekten:
– Echtzeitanalyse von Grenzflächendefekten zwischen Oxidschicht und Siliziumsubstrat –
Wenn Sauerstoffmoleküle reagieren,
Es wurde festgestellt, dass “Elektronen, Löcher usw., die zur Stromleitung beitragen”, beteiligt sind.
Es führt zu “Energieeinsparung, Miniaturisierung und Verbesserung der Zuverlässigkeit von Halbleitervorrichtungen”.
Aufklärung der sauerstoffmolekularen Reaktionen:
„Mangelhafte Oxidschicht und Siliziumsubstrat an der Grenzfläche zwischen Oxidschicht und Siliziumsubstrat: Aufklärung von Grenzflächendefekten bei SPring-8!
– Verfolgung des Wachstumsprozesses von Siliziumoxidfilmen –
Japanische Atomenergiebehörde:
Er verdeutlichte den “Mechanismus des Siliziumoxidfilmwachstums”, der die Halbleiterindustrie unterstützt.
SPring-8:
Die Reaktionen wurden in Echtzeit mit hochintensiver Synchrotronstrahlung bei SPring-8 verfolgt.
Klärung der Ursache von Schnittstellendefekten:
– Echtzeitanalyse von Grenzflächendefekten zwischen Oxidschicht und Siliziumsubstrat –
Wenn Sauerstoffmoleküle reagieren,
Es wurde festgestellt, dass “Elektronen, Löcher usw., die zur Stromleitung beitragen”, beteiligt sind.
Es führt zu “Energieeinsparung, Miniaturisierung und Verbesserung der Zuverlässigkeit von Halbleitervorrichtungen”.
Aufklärung der sauerstoffmolekularen Reaktionen:
Wir haben klargestellt, dass Sauerstoffmoleküle mit Defekten an der Grenzfläche zwischen dem Oxidfilm und dem Siliziumsubstrat reagieren.
Detaillierte Untersuchung des Reaktionsmechanismus:
– Echtzeitmessung mit Synchrotronstrahlung –
Es wurde festgestellt, dass “Elektronen, Löcher usw. an Grenzflächendefekte gebunden sind und einen Zustand schaffen, der chemische Reaktionen erleichtert”.
„Sauerstoff wird durch die Bildung leicht reaktiver Defekte in Form von Molekülen adsorbiert.“
dissoziieren in Sauerstoffatome,
Sie entdeckten “das Bilden einer Silizium-Sauerstoff-Silizium-Bindung”.
(Neuer Switch)-Yahoo!-Nachrichten
Aufklärung durch hochhelle Synchrotronstrahlung: Wachstumsprozess des Siliziumoxidfilms
-Grenzflächendefekte und Ladungsträgereinfang, die die Welt der Nanogeräte dominieren-
[Zusammenfassung der Präsentation]
Herstellung von Halbleiterbauelementen
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen,
Die Oxidationsreaktion wird kontrolliert und es gibt nur wenige Defekte.
Es ist wesentlich, einen Siliziumoxidfilm guter Qualität herzustellen.
Jedoch ist das Verständnis des Reaktionsmechanismus der Siliziumoxidation in der Dünnschichtregion auf Nanoebene unzureichend.
Beobachtet bei SPring-8:
Echtzeitbeobachtung des Wachstumsprozesses eines ultradünnen Oxidfilms auf einer Siliziumoberfläche mit SPring-8-Synchrotronstrahlung.
Oxidfilm und Siliziumsubstrat
Zusammenhang mit Schnittstellendefekten
Als Ergebnis entdeckten sie, dass Ladungsträger im Siliziumsubstrat beteiligt sind, wenn Sauerstoffmoleküle mit Defekten an der Grenzfläche zwischen dem Oxidfilm und dem Siliziumsubstrat reagieren.
Diese Errungenschaft trägt zur Energieeinsparung, Miniaturisierung und verbesserten Zuverlässigkeit von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung von Silizium bei.
Japan Atomic Energy Agency: Sauerstoffmoleküle reagieren in einer Pressemitteilung.
Detaillierte Untersuchung des Reaktionsmechanismus:
– Echtzeitmessung mit Synchrotronstrahlung –
Es wurde festgestellt, dass “Elektronen, Löcher usw. an Grenzflächendefekte gebunden sind und einen Zustand schaffen, der chemische Reaktionen erleichtert”.
„Sauerstoff wird durch die Bildung leicht reaktiver Defekte in Form von Molekülen adsorbiert.“
dissoziieren in Sauerstoffatome,
Sie entdeckten „das Bilden einer Silizium-Sauerstoff-Silizium-Bindung“.
(Neuer Switch)-Yahoo!-Nachrichten
Roles of excess minority carrier recombination and chemisorbed O2 species at SiO2/Si interfaces in Si dry oxidation:
Comparison between p-Si(001) and n-Si(001) surfaces:
The Journal of Chemical Physics: Vol 157, No 23
ABSTRACT
This study provides experimental evidence for the following:
(1) Excess minority carrier recombination at SiO2/Si interfaces is associated with O2 dissociative adsorption;
(2) the x-ray induced enhancement of SiO2 growth is not caused by the band flattening resulting from the surface photovoltaic effect
but by the electron–hole pair creation resulting from core level photoexcitation for the spillover of bulk Si electronic states toward the SiO2 layer;
and (3) a metastable chemisorbed O2 species plays a decisive role in combining two types of the single- and double-step oxidation reaction loops.
Based on experimental results,
the unified Si oxidation reaction model mediated by point defect generation
[S. Ogawa et al., Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 59, SM0801 (2020)]
is extended from the viewpoints of
(a) the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site
(b) the trapping-mediated adsorption through the chemisorbed O2 species at the SiO2/Si interface.