並列タイトル等Analysis of the Local Bonding Structure in Silicon Nitride (Oxide) Films Deposited by Plasma-Enhanced CVD in Terms of a Charge-Transfer Model
タイトル（掲載誌）平成6(1994)年度 科学研究費補助金 一般研究(C) 研究成果報告書概要 = 1994 Fiscal Year Final Research Report Summary
一般注記金沢大学工学部
高周波プラズマCVD法によるSi窒化(SiNx:H)膜及びSi酸化(SiOx:H)膜について、堆積条件を変化させて赤外吸収波形、膜ストレスおよび欠陥構造の変化を調べた。得られた知見は、(1)化学量論組成をもつSi窒化膜について、高水素希釈比および高印加高周波電力の堆積条件下で、低内部ストレス、高絶縁破壊電圧、低エッチング・レートをもつ膜が得られた。この絶縁膜としての高品質化と微視的結合構造の変化との間には密接な関係が見られ、N-Si_3結合の濃度に比較して、Si-NH-Si結合の濃度が相対的に減少するとき、より高品質な膜が得られる。(2)赤外吸収におけるSiH伸縮モードの振動子強度を、当研究室でこれまでに提案している、ランダム結合モデルに関連した電荷移動モデルを適用して求められたSiH双極子の実効電荷量を使用して計算した。その結果は実験的に決められた値と極めて良い一致を示した。SiH伸縮振動周波数は、その結合長によって主に決められ、SiNx:H膜およびSiOx:H膜におけるSiNやSiO伸縮モードの場合には、これらの結合長および結合角によって決められている。これらの結合長や結合角の変化は、電荷移動モデルを用いて求めることができ、SiやH、N、O原子上の付加的な電荷量の和の値から決められることができることを示した。(3)SiOx:H膜における、500〜900cm^<-1>の周波数範囲で観測されるSiH変角振動に関して、その組成による振動周波数の変化を分子軌道計算によって解析し、観測波形の変化の分析を行った。さらには、Siダングリング・ボンドに起因する電子スピン共鳴波形の組成による変化を、上記分子軌道計算による解析を行った。
Silicon nitride (SiN_x : H) and Si oxide (SiO_x : H) films are deposited using a plasma-enhanced CVD method, and the vibrational properties, the film stress, and the structure of defects are investigated as a function of the deposition conditions. The results might be summarized as :1) In Si nitride films with a near-stoichiometric composition, the films satisfying all of the low stress, the high break-down strength, and the low etching rate can be obtained as they were deposited under conditions of both high H dilution ratio and high rf power supply. An improvement in properties of the films as insulators can be connected with a change in the local bonding structure : when the density of Si-NH-Si bonds relative to that of N-Si_3 bonds decreases, high quality films can be obtained.2) The oscillator strength for the SiH stretching absorption is a function of the effective charge of the SiH dipole, and the values of the effective charge can be calculated using a charge-transfer model combined with the random bonding model. The calculated values of the oscillator strength for SiN_x : H and SiO_x : H films were in excellent agreement with their experimental values. The frequencies of the SiN and SiO stretching absorption are mainly dominated by the bond length and the bond angle for these bonds. It has been shown that the values of these bond length and bond angle can also connected with the sum of the partial charge on the Si and the N or O atoms.3) The frequency of the SiH bending absorption in SiO_x : H flms, which occur in the range of 500-900 cm^<-1>, was analyzed using a molecular-orbital calculation (MOC) method. Further, the dependence of the electron spin resonance spectra as a function of the film composition, arising from Si dangling bonds, was also analyzed on the basis of the MOC.
研究課題/領域番号:05650009, 研究期間(年度):1993 – 1994
出典：研究課題「電荷移動モデルによるプラズマCVD窒化(酸化)Si膜の微視的結合構造変化の解析」課題番号05650009（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-05650009/056500091994kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
関連情報https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=10019755
https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-05650009/
https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-05650009/056500091994kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）