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界面を光電子分光法で観る

研究報告コード R993100978
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 小林 光
研究者所属機関
  • 大阪大学産業科学研究所高次制御材料科学研究部門
研究機関
  • 大阪大学産業科学研究所高次制御材料科学研究部門
報告名称 界面を光電子分光法で観る
報告概要 半導体のバンドギャップ内に存在する界面準位のエネルギー分布を観測する新しい分光学的手法を開発し,それを用いて界面準位を高感度で観測することにより界面準位の原子・分子レベルでの構造を解明し,さらに,界面準位の消滅方法を開発することによって半導体デバイスの高性能化を図ることを目的とした。<白金/二酸化シリコン膜/Si>MOS構造におけるバイアス電圧印加時のXPS測定(図1)により半導体ギャップ内の界面準位を研究し,界面準位がシリコンダングリングボンドによるものであることを明らかにした。さらに,シアン処理を行うことにより界面準位が消滅し,半導体デバイスの電気的特性が向上することをXPS測定及び試作したMOS型太陽電池の光起電力-電流密度特性の測定から確認した。さらに,固液界面の原子・分子レベルでの研究のために,液体を巧妙に固体内に閉じ込めることにより固液界面の光電子スペクトルを観測する方法を開発した。
画像

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研究分野
  • 半導体結晶の電子構造
  • 界面の電気的性質一般
  • 固-液界面
  • 固体デバイス製造技術一般
  • 太陽電池
関連発表論文 (1)H. Kobayashi, Y. Yamashita, Y. Nakato, T. Komeda, and Y. Nishioka, “Interface states at ultrathin oxide/Si(111) interfaces obtained from x-ray photoelectron spectroscopy measurements under biases” Appl. Phys. Lett. 69, 2276-2278 (1996).
(2)Y. Yamashita, K. Namba, Y. Nakato, Y. Nishioka, and H. Kobayashi, “Spectroscopic observation of interface states of ultrathin silicon oxide” J. Appl. Phys. 79, 7051-7057 (1996).
(3)H. Kobayashi, T. Yuasa, Y. Nakato, K. Yoneda, and Y. Todokoro, “Low temperature catalytic formation of Si-based metal-oxide-semiconductor structure” J. Appl. Phys. 80, 4124-4128 (1996).
(4)H. Kobayashi, K. Namba, Y. Yamashita, Y. Nakato, T. Komeda, and Y. Nishioka, “Interface state-induced shift of the oxide and semiconductor core levels for metal-oxide-semiconductor devices” J. Appl. Phys. 80, 1578-1582 (1996).
(5)H. Kobayashi, T. Mizokuro, Y. Nakato, K. Yoneda, and Y. Todokoro, “Nitridation of silicon oxide layers by nitrogen plasma generated by low energy electron impact” Appl. Phys. Lett. 71, 1978-1980 (1997).
(6)H. Kobayashi, S. Tachibana, K. Yamanaka, Y. Nakato, and K. Yoneda, “Improvement of 〈indium-tin-oxide / silicon oxide / n-Si〉 junction solar cell characteristics by cyanide treatment” J. Appl. Phys. 81, 7630-763 (1997).
(7)K. Namba, T. Yuasa, Y. Nakato, K. Yoneda, H. Kato, and H. Kobayashi, “Effect of chemical oxide layers on platinum-enhanced oxidation of silicon” J. Appl. Phys. 81, 7006-7011 (1997).
(8)H. Kobayashi, S. Tachibana, Y. Nakato, and K. Yoneda, “Improvement of electrical characteristics of 〈indium tin oxide / silicon oxide / poly-crystalline n-Si〉 solar cells by a KCN treatment” J. Electrochem. Soc. 144, 2893-2897 (1997).
(9)T. Kubota, Y. Nakato, K. Yoneda, and H. Kobayashi, “Platinum-enhanced oxidation of GaAs” Phys. Rev. B 56, 7428-7434 (1997).
(10)H. Kobayashi, Y. Yamashita, K. Namba, and Y. Todokoro, “A new method for the growth of silicon oxide layers below 300℃ by use of catalytic activity of platinum overlayers” Appl. Surf. Sci. 108, 433-438 (1997).
(11)H. Kobayashi, H. Kawa, T. Yuasa, Y. Nakato, and K. Yoneda, “Palladium promoted oxidation of Si at low temperatures” Appl. Surf. Sci. 113/114, 590-594 (1997).
(12)Y. Yamashita, Y. Nakato, H. Kato, Y. Nishioka, and H. Kobayashi, “Effects of interface roughness on the density of interface states at ultrathin oxide/Si interfaces:XPS measurements under biases” Appl. Surf. Sci. 117/118, 176-180 (1997).
(13)H. Kobayashi, A. Asano, S. Asada, Y. Yamashita, K. Yoneda, and Y. Todokoro, “Studies on interface states at ultrathin SiO2/Si(100) interfaces by means of x-ray photoelectron spectroscopy under biases and their passivation by the cyanide treatment” J. Appl. Phys. 83, 2098-2103 (1998).
(14)H. Kobayashi, T. Kubota, H. Kawa, Y. Nakato, and M. Nishiyama, “Oxide thickness dependence of energy shifts in the Si 2p levels for the SiO2/Si strucutre, and its elimination by a palladium overlayer” Appl. Phys. Lett. 73, 933-935 (1998)
(15)H. Kobayashi, T. Yuasa, K. Yamashita, K. Yoneda, and Y. Todokoro, “Mechanism of platinum-enhanced oxidation of silicon at low temperatures” J. Chem. Phys. 109, 4997-5001 (1998).
研究制度
  • さきがけ研究21、「場と反応」領域/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 小林 光. 界面を光電子分光法で観る. 「さきがけ研究21」研究報告会「場と反応」領域 講演要旨集(研究期間1995-1998),1998. p.5 - 16.

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