分光偏光解析等 による

分光偏光解析等 による

CharacterizationofOxideFilmsonSicbySpectroscopicEllipsometry

吉 田 貞 史 *､ 矢 口裕 之 ､ 土 方 泰 斗 ､ 折 原 操

SadafumiYoshida,HiroyukiYaguchi,YasutoHijikata,M isaoOrihara

埼玉大学 工学部電気電子 システム工学科

DepartmentofElectricandElectronicSystemsEngineering,FacultyofEngineering, SaitamaUniversity

Abstract

WehavedevelopedthemethodofobtainingtherefractiveindicesofSic/OxideinterfacesbyuseofspectroscopIC ellipsometry,andbyusingthismethodwehavecharacterizedSic/Oxideinterfacesobtainedbyvariousoxidation methodsand/orpostoxidationannealing(POA). Wehavedesignedandfabricatedthesystem withwhichinsitu spectroscopicellipsometrymeasurementscanbecarriedout.Wehaveobserved theinitialoxidationstageofSiC･We havealsoobservedthechangesofthere&activeindicesofinterfacesbyannealingin Aratmosphere(ArPOA)･The changesofatomicbondstatesattheinterfacebyArPOA werealsoobservedbyangle‑resolvedXPSandUPS,and comparedwiththeresultsobtainedfom opticalmeasurementsandC‑V measurements.Wehavedevelopedthe measurementmethodofobtainingcarrierdensity andmobilitydistributioninSicwafersbyuseofmicroscopicFT‑IR･

Wehaveshown thatthevaluesobtainedbythismethodwellagreewith thoseobtained丘om Hallmeasurements, suggestingthatthemethodisusefultocharacterizeelectricalpropertiesofSicwafersquantitatively,non‑destructively a

ndwithoutcontact.

KeyWords:Sic,oxide/SicInterface,spectroscopicellipsometry,AR‑XPS,UPS,C‑V,FTIIR

1.は じめに

SiCの電子デバイス用半導体材料 としての特徴の 一つは､Siと同様 に熱酸化す ることにより表面にSi 酸化層が形成でき､それをゲ‑ ト酸化膜､あるいは パ ッシベーシ ョン膜 として使えることである[1].し か し､現

*〒338‑8570さいたま市桜 区下大久保255

電話 :048‑858‑3470､FAX:048‑858‑3470

EMail:yoshida@opt.ees.saitama‑u.ac.jp 状では､Si/SiO2界面に比較 して SiC/SiO2界面は､

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例えば界面準位密度や酸化膜中の トラップ密度が大 きく､素子化に際 して満足のゆ く特性を持つSiCMOS 界面が得 られていない｡その結果､SiCIMOSFETでチ

ャネル移動度が小 さく､SiC素子で期待 され る低い オン抵抗値が得 られていない｡ しか し､まだその真 の原因は明らかになっていない.最近､SiC州OSFETの チ ャネル移動度 を向上 させ るため､様 々な酸化方法 あるいは酸化後熱処理の方法が提案 されてお り､実 際にい くつかの方法でチ ャネル移動度の向上が得 ら れている[2,3]｡しか し､それ らの方法で界面状態が どのように変化 したのかは明らかにされていない｡

そ こで､我 々は分光偏光解析などの光学的手段 を用

いたSiC酸化層界面の構造 ･特性 を評価す る技術 を 開発 し[4]､酸化方法や酸化後処理 による界面の変化 を兄いだ し[5]､光電子分光法 による界面結合状態の 変化 [6,7]や電気的特性評価[8]と併せて､SiC酸化 層界面構造 ･特性の制御 に資す ることを 目標 に研究 を展開 してきた｡

平成 14年度 は､酸化初期過程 のその場観察 と､酸 化後Ar中アニールの効果 を取 り上げ､詳細 な研究 を 行 った｡すなわ ち､初期酸化過程やアニールによる 変化 を分光偏光解析 でそ の場観 察 で きる装置 を設 計 ･試作 し､それ を用いて酸化初期及び酸化後 アニ ールによる SiC/酸化膜界面の構造変化 を観察 した｡

また､光電子分光法 によ りアニールによる界面 の結 合状態の変化 をとらえた[9]｡顕微FT‑IRを用いて､

ウエハの膜厚分布だけでな く､電気的特性の ウエハ 面 内分布が非破壊 ･非接触で測定で きる手法 を開発 してきた[10]が､得 られ る移動度､キ ャリヤ濃度が

Hall測定値 とよく一致す ることを示 し､当該方法が 定量的な電気的特性の分布測定 に有用 であることを 明 らかに した｡

2.Sic/酸化膜界面の分光偏光解析 による評価 我 々はこれまで分光偏光解析法 を用いて界面層 の 屈折率 を求めて界面 を評価す る手法 を開発 し､酸化 膜形成方法や熟 アニール等 の酸化膜形成 プロセスを 評価 して きた[4,5]｡今年度 は､酸化初期過程のその 場観察 と､酸化後Ar中アニールの効果²⁾を取 り上げ､

詳細 な研究 を行 った[9]｡

2.1 SiC初期酸化過程の評価

分光 エ リプソメータを用いてSiC酸化膜の界面 を その場観察出来 る装置 を設計試作 し､これ を用いて､

SiCの初期酸化過程 を分光偏光解析 によ り評価 した｡

試料 には市販 の 4H‑SiCエ ビウエハ を用いた｡Fig.1

に波長300mm及び800mmにおける(㍗ A)の酸化時間 による変化 を示す｡酸化初期 に測定 され た (㍗ A) の変化 は化学量論組成のSiO2膜 の膜厚が増加す ると

して計算 した変化 (破線) と異 な ってい る｡ このこ とか ら､酸化初期 にはSiC上 にはSi02とは異なる組

成､あるいは光学的性質 を持つ酸化膜 が形成 されて いることがわか る｡

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▼一一一一一一.･‑

S● 8' 7● 8‑ 9● ‑A.^Y

¥ 他事Jtlu丘のSK)dLfJtZETLiとな卑して汁暮した1

Fig.1SiC初期酸化過程における波長(a)300m皿及び

(b)800nmにおける(V,A)の変化 i)屈折率 と膜厚 の解析 (透 明膜 として)

どのような膜 が形成 されてい るかを調べ るため､

まず､膜 を均一‑様な光学的性質 を持つ ものと考 え､

その膜厚 と光学定数 を求めた｡但 し､光学定数 は､

屈折率の波長依存がセルマイヤーの分散式

n= ･･% (1,

で与え られ､かつ､h=0と仮定 した｡すなわち､膜 厚及びセルマイヤー式のパ ラメ‑夕A,Bをfitting parameterとしてeurve‑fitting法 により膜厚 と光 学定数 を求めた｡Fig.2にその結果 を示す｡酸化膜厚 が酸化の ごく初期 をのぞいて酸化時間 と共 にほぼ比 例 して増加 してお り､180分の酸化で約9nmの酸化 膜が形成 されてい ることが分か る｡ (1)式 より､パ ラメータA,Bの値 はそれぞれ､波長無限大での屈折 率及び特性波長の2乗 に相 当す る｡ ス トイキオメ ト

リ組成 の Si02の A.Bの値がそれぞれ､1.45､0.03

である｡Fig.2(b),(C)より､初期酸化膜 のAの値 は小 さく､膜厚 と共 に大 きくな り､Si0²の値 に近づいて いることが分かる｡一方､初期酸化膜 のBの値 は大 きく､膜厚 とともに小 さくな り､Si02の値 に近づい ている｡

1.4 1.3

<1.2

1.1 1

0.07

0.06

EZ)0.05 0.04 0.03

0 2 4 6 8 10

葱化膿厚くnm

0 Z 4 6

鼓化朕厚(nm

8 10

Fig.2 SiC初期酸化過程における酸化膜厚およびセルマ イヤ‑の分散式におけるA.B値の変化

ii)屈折率 と膜厚の解析 (吸収膜 と して)

上記の結果は､膜 は均一一様で､吸収がな く､屈 折率分散 はセルマイヤーの式 に従 うという仮定の上 で得 られた ものである｡本当に膜 は均一一様 で､吸 収がないのだろうか｡これ らの仮説 には疑問が残 る｡

そこで､次 に､吸収がない という仮定 を取 り払 って 初期酸化膜 を解析す ることを試みた｡すなわち､各 波長での測定値 (Y,A)か ら､膜 の光学定数 D.kを 求めることを試みた｡膜厚 dE=は上記手法で得 られ た値を用い ることに した｡その結果 をFig.3に示す｡

膜厚が約5nm以上では､kはほぼ 0であ り､屈折率 はセルマイヤーの分散式で表 され る波長依存 を示 し ている｡これに対 し､膜厚3.3mmと1.3mmの場合は､

値はややば らついてい るが､kは 0ではない｡また､

屈折率はSi02の値 よ りず っと大 きく､また､セルマ イヤーの分散式で表 され る波長依存 とは大 きく異 な っている｡ この ことは､膜厚約5mm以下の酸化初期 には､吸収があ り､かつ屈折率が大 きな､Si02とは 異なる組成 ･構造 の酸化膜が形成 されていることを 示唆 してい る｡SiOxはxが Zか ら減少す るに従 って 屈折率が大 きくな り､短波長域で吸収があることが 知 られている｡ この ことか ら､膜厚約5nm以下の酸

43

化初期 には例 えばSiOxのような不飽和 の Si酸化膜 が形成 されてい ると考 え られ る｡一万､5nm以上の 膜 の屈折率はSi02の値 より小 さい｡この膜厚領域で は､1mm厚程度 の高屈折率界面層 の上 にス トイキオ メ トリ組成のSiO2層があるという2層構造 モデルで 屈折率の膜厚依存 を説 明す ることがで きる｡

8.6

.4.2

22

u

250 350 450 550 650 750 850 wavelength(nm)

.21.

8 6

7東壁桝燕･

250 350 450 550 650 750 850 wavelen9th(nm)

Fig.3 SiC初期酸化過程における波長300n皿における屈 折率の変化

2.2SiC酸化膜界面の酸化後Ar中アニール効果の観 秦

酸化膜/SiC界面 の特性 を向上 させ るために､様 々 な酸化後処理が提案 されてい る｡我 々はその中で最 も単純 な処理であるArアニー リングを取 り上げた｡

前節で述べたSiC初期酸化過程観察装置を用いて 酸化後Arアニールによる界面の変化 を測定 した｡装 置にアル ゴンガスを充 た し､Arガスを500sccm流 し なが ら所定温度で30分間あるいは90分間加熱 した｡

加熱後､十分冷却後､装置 を排気 し､真空中で分光 偏光解析測定 を行 った｡アニー リングは600 950℃

の間の温度で行い､偏光分光測定 は真空中で行 った｡

酸化膜が厚 さlnm程度の界面層 とSⁱOZ層の2層 よ

りなっていると仮定 し界面層 の屈折率を求めた｡但 し､界面層 の屈折率の波長依存 はセルマイヤーの式 に従い､またh‑0と仮定 した.Y,Aの波長依存 の測 定値 と計算値の curve‑fittingによ りSi^O2層 の膜 厚､及びセルマイヤー式 のパ ラメー タA､Bを求めた.

Fig･4はこれ らのA,Bの値か ら計算 した波長630nmに おける屈折率の変化 を示 した ものである｡ アニー リ ングによ り､界面層 の屈折率が低下す ることを示 し ているo界面層の屈折率がSiCやSi02よ りも大 きい ことは､界面 に0‑Si‑0あるいはSi‑C結合等 よ り分 極率の大 きい結合や相､例えば､Si‑Si結合の存在､

0‑Si‑0結合角の変化､siOx相等の存在 を示 してい る.

アニー リングにより屈折率が低下 した ことは､ これ らの結合､あるいは相 の量が減少 した ことを示 して いる｡

6543244444ZLXOPu!e^苛eJJOtJ

■ L ｣ ■

0 200 400 600 800 Temperature(Oc)

Fig･4 Ar中のアニール温度煮対する波長630mmにおける 界面層屈折率の変化

吉川 ら[11]はC‑Ⅴ測定でArアニー リングの効果 を 調べている｡その結果､開始時のゲー ト電圧 に応 じ､

フラッ トバ ン ド電圧が変動 し (Cycleフラッ トバ ン ドシフ ト) ､その変動 幅 は､ アニー リング温度 が

600℃以上 になると､急激 に小 さくなることが報告 さ れている｡ この温度依存 は上記の界面層の屈折率の 変化 と同 じであることか ら､屈折率の変化 の原因が､

界面の電気的特性､例えばチ ャンネル移動度 を低下 させ る原因 と同 じ､あるいは密接 に関係 してい るこ とが示唆 され る｡

3･角度分解X線光電子分光及 び紫外線光電子分光 による評価

我 々は光電子分光法 によ り､SiC酸化膜界面の原 子の組成や結合状態 を評価 し､酸化 プロセスによる 違 いを明 らか に して きた[4]｡今年度 は､酸化後の

Arアニールの効果 を角度 分解 ‡線光電子分光法

(AR‑東ps)及 び紫外線光電子分光法(UPS)を用 いて調 べ､本現象の起源 を構造的 に解 明す ることを試みた｡

SiCエ ビ表面 を ドライ酸素流中1200℃で酸化 し､

約50mm厚 さの酸化膜 を形成 した｡酸化後､1サ ンプ ルはクエンテ し(a)､他の3サ ンプルはそれぞれ アル ゴン雰囲気中(b)500℃､(C)600℃､(d)950℃で3時 間アニール した｡(a) (d)の4サ ンプルは厚 さが光 電子 の脱 出深 さよ り薄 く (東ps: 2.3m札 UPS:

1･5n皿)しなけれ ばな らない｡また一方で界面層が大 気に触れ ると変化す るおそれがあるので､数原子層 のSiO2層 を残 さねばな らない｡このような考えに基 づいてサンプルをbufferedHFでエ ッチ ング し､酸 化 膜 厚 と して そ れ ぞ れ､(a)1.63m^札 (b)2.30n^札 (C)1.76nm,(d)1.87nmを得た｡

取 り込み角ee‑450で測定 したクエンチ試料 (a)の

Si2P･CIs領域のスペク トルをFig･5(a),(b)に示す｡

ピ ー ク を い く つ か の ガ ウ シ ア ン ピ ー ク で

deconvolutionして分離 した ピー クも併せて図に示 す｡種 々のArPOA温度での要素 ピークの強度 を光電 子の脱 出深 さの関数 と して Fig.6に示す｡図では顕 著な ど‑クのみを示 した｡

(.qJe)h!sualu[

10610410210098 286 284 282 Bindingenergy(ev)

Fig･5クエンチした試料(a)の‡PSスペクトル､βe= 450:(a)Si2p,(b)CIs

(uLZH＼17)uoでqu90uO301THOtV 000′042M･OIX

0

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4

0.12 0.08 0.04 60 Eqo 40 T=20 0

一一quenCh

8 5000C

̲○̲600oC

ー 9500C

L.̲‑由 良

妄

̲0.5 0.0 0.5 1.0

AC(i‑sinOe)(nm)

Fig.6主なボンドの濃度の光電子脱出深さ依存 C‑V測定の結果か ら､cycleフラ ッ トバ ン ドシフ トは600℃で急激 に低下 した[11].Fig.6よりSi3+ど ークとC‑Cボン ドがその ような温度変化 を示 してい る｡ Fig.7(a)は4H‑SiCのAuがない場合 とある場合 のUPSスペク トルである｡SiCの価電子帯の頂上 を エネルギーのOVと して､Auの有 り無 しのスペク ト ルを比較す ることによって5.5eV付近の小 さな分裂 を持つ ピ‑クと10.5eVの ピークはそれぞれAu5P3/2 とA〕5Pl/2に由来す ることが分かる｡ よって､Au とSiCのフェル ミ‑エネルギーの差 は5.6eVと求め られ る｡ この値 を以下の実験の参照 として用いた｡

Fig.7(b)は前記試料(a) (d)のee‑900でのUPSスペ ク トルで あ る｡3.OeV付近 のブ ロー ドな どー ク､

10.5eV付近の最 も大 きな ピーク､及び最 もエネルギ ーの高い15eV付近 の ピー クが見 られ る｡3.OeV付近 のブロー ドなど‑クはSi3S+3P軌道の混成､すなわ ちSi3sp3に由来す るもの と考え られ る[12]｡田部 ら

45

[13]はSiの酸化 に対 し6eVよ り大 きなエネルギー領 域の2つの ピー クを02pによるもの と報告 してい る｡

02pピー クの構造 はArPOA温度 に依存 し､ ピークエ ネルギーシフ ト､強度及び02pの2つの ピーク比が 変化す る｡02pが変化す る最低 の温度､すなわち500

600℃はC‑Ⅴ測定 におけるcycleフラッ トバ ン ド シフ トの大 きさの変化 と一致す る｡一方､UPSスペ ク トルの変化 は酸化膜厚 とは一切 関係 していない｡

よって､02pボ ン ドの構造変化 はcycleVFbシフ トの 原因の 1つ と考え られ る.我 々はOe‑45⁰ に対 しても 測定 を行 った(Fig.7(b))｡ArPOAによる02pピーク のシフ トと強度 の減少 はOe‑900の場 合 と異 な り観 測 されなか った｡ この ことは､ArPOAによる教化層 の構造変化が酸化層側ではな く､SiC層側で起 こっ ていることを示唆 している｡

Au5p3rZ

(.qlt!)倉stralut

15 10 5 0 ‑5 15 川 5 0 ‑5 RebtiyeeneJW (cVTCLT.SICVBM)

Fig.7 UPSスペク トル(βe‑900)(a)SiC､(b)膜厚2nm の酸化層のArPOA温度依存

光電子分光測定 の結果 に基づいて SiC/酸化層界 面 の組成 と結合構造 お よび これ らに対す る ArPo九 の効果 について考 えよう｡一般 にSiCの酸化では酸 化 フロン トでSi‑C結合を切断 し､C原子 をCOある いは CO2ガスとして排 出 しなけれ ばな らないので､

1000℃以上の高温が必要 になると考え られ る｡すな わち､SiCの酸化 にはSiよ りもず っと高温が必要 に なる｡ よって､酸化後の酸化 フロン トの進行な しの 熱プロセスが炭素のない急峻な界面 を形成す るのに 必要であると予測 され る｡吉川 ら[11]によれば､界 面 にアクセプター型 の欠陥が存在 し､それが cycle

‰ シフ トをもた らす｡炭素の電子親和力 はSiのそ れ よ り大 きいので､ これ らの欠陥は炭素 に由来す る と予想で きる｡一方､Si上の非常 に薄い酸化膜 (数

nm)の場合､02ptvinピー クの比がSiOxの xに関 係 してい ることが報告 され てお り7)､高エネルギー 側 の ピ ー ク と 低 エ ネ ル ギ ー 側 に ピ ー ク の 比

IL/(IL･IB)が大 きいほどxが大 きい｡今 回の結果 では､

温度 500 600℃のArPOAで IL/(IL+IE)が 0.35か ら0.18に変化 してい る｡‡PSの結果 を考 えあわせ る と｡ArPOAで Si3+ボ ン ドが Sil+ボ ン ドに変わ り､∫

が減少 した と考 えることが出来 る｡ さらに､ クエ ン チの際 に残 され たSibaekボ ン ドに酸素が入 り込 ん だSil03‑C結合がArPOAによ り取 り除かれ､Si‑0‑Si

ネ ッ トワー クに改質 され た と考 え ることが出来 る｡

4. 赤外反射率測定 によるSiCの電気的特性評価 基板 ウエハやエ ビ膜 の電気的特性や膜厚 の均一性 はデバ イス作製上重要 であ り､膜厚や電気的特性 の 分布 を測定す る方法 は不可欠であ る｡ デバ イスプロ セスに適用す る測定方法 は非破壊 で､ 出来れ ば非接 触であ ることが望 ま しい｡ この ような測定手法 と し て赤外分光反射率測定 を取 り上げた｡

透 明な膜 の厚 さは､分光反射率 の波長 に対す る振 動周期 か ら求め ることが出来 るが､ ホモエ ビ膜 の場 合 には､膜 と基板が同 じ物質であるため､干渉振動 は見 られ ない｡ しか し､赤外域ではキ ャリヤのプラ ズマ振動の影響で､屈折率がキ ャ リヤ濃度依存 をす る｡赤外域 での誘電率 はイオ ン分極 (格子振動) と 自由電子分極 (キ ャ リヤのプラズマ振動) の和 で与 え られ る｡ プラズマ振動 の減衰係数 お よびプ ラズマ 周波数 はそれぞれ､移動度〟及びキ ャ リア濃度〟の関 数 と して､γ.=□/p口.､0,2=Nd/鵬｡で与 え られ る｡よって､キ ャリヤ濃度 の異 なる基板/エ ビ膜 の組 み合わせではホモエ ビ膜 で も干渉振動 が見 られ る｡

この ことを利用すれ ば､赤外域 での反射率 スペ ク ト ル よ り膜厚やその分布 を求め ることが 出来 る[14]｡

一方､赤外反射率 にはキ ャリヤ濃度 〟 と移動度〟の 情報が含 まれてい る｡ よって､N,p をパ ラメー タと

して赤外反射率 スペ ク トル をフ ィッテ ィングすれ ば､

基板､ あ るいはエ ビ膜 のN,FEが求 まる[10]｡

今年度 は､赤外反射率 スペ ク トルか ら得 られ るキ

ヤリヤ濃度 と移動度 を電気的測定 か ら得 られ る値 と 比較す ることによ り､その定量性 を検証す ることを 試 みた｡

まず､Hall測定 との比較 を行 う前 に､赤外反射率 スペ ク トルの解析 に用 いて きた誘電関数 について若 干 の修正 を加 えた｡す なわ ち､我 々は これ まで 600

2000cm1の 波 数 領 域 で 反 射 率 を 測 定 し ､

curve‑fittingには誘電関数 と して､

a･L2‑a,享 ai

､ー引

(2)

を用 いて きた｡ しか し､キ ャリヤ濃度 の低 い場 合に はプラズマ周波数 は低波数域 にあ るため､測定波数 範囲外 に存在す ることにな る｡ したが って､ このよ うな場合 にはよ り低波数域 までを含んだ反射率測定 が必要であ る｡そ こで30 2000cm1とい う広い波数 範囲で測定 を行 った｡ しか し､測定 した反射率 に対 して式(2)でcurve‑fittingす ると､実験的 に得 られ た反射率 スペ ク トル との不一致が見 られ たO この不 一致 の原因 を検討 した結果､LOフォノンの減衰係数 を独立 に考慮 し､

C(a,)‑cq

〔

戒 ‑a･2‑ia'TL a,三 a･享Ia･2‑ia,rT a,(糾 iyp

(3)

とい う形式で表わ され る誘電関数 を用 い ることによ り､実験的 に得 られた反射率 スペ ク トルを広い波数 範 囲で再現で きるようにな った｡式(3)を用いて赤外 域 の反射率か ら得 られ たキ ャ リヤ濃度 と移動度 と

Hall測定か ら得 られ た結果 との比較 をFig.8に示す｡

キ ャリヤ濃度 ､移動度 ともに広 い範 囲にわた って､

反射率測定お よびHall測定か ら得 られ た結果が よ く一致 してい ることがわか る｡ したが って､赤外域 での反射率測定 によってキ ャリヤ濃度 と移動度 を求 め る手法 が有効であ ることが本研究 の結果 か ら明 ら かにな った｡

JLHqu (Clnlv‑Is･11

Fig.8本手法により求めた値とホール測定により求めた 値の比較 :(a)キャリア濃度､ (b)移動度 次に､この手法 を用いて2インチ4H‑SiCウエハの キャリヤ濃度及び移動度のマ ッピング測定 を行 った｡

Fig.9(a),仲)はそれぞれ キ ャリヤ濃度 と移動度 の面 内分布 を示す｡ 中央付近および図の下 の部分 にキ ャ

リヤ濃度の高い領域が存在 し､均一ではない ことが わかる.また､Fig.9(a),O))を比較す ると､キ ャリヤ 濃度の高い領域 と移動度の低い領域がよ く対応 して いる様子がわか る｡ このように赤外域での反射率測 定を用いた手法 は､キ ャリヤ濃度および移動度 の面 内分布 を非破壊 ･非接触で測定可能な､極めて有効 な手法であることを実証す ることがで きた｡

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47

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ー20 ̲10 0 10 20 XPosition(mm)

Fig.9本手法により求めた (a)キャリア濃度､(b)移動度 の分布マップ

5.おわ リに

偏光解析法 を用 いた傾斜状酸化膜 の評価 よ り､

SiC酸化膜界面 には屈折率の大 きい界面層が存在す ることが示唆 された｡そ して､ この界面層の屈折率 が酸化膜形成法や酸化後の処理､すなわち酸化膜形 成プロセスに依存す ること初めて兄いだ した｡そ し て､界面層の屈折率の値が界面準位密度 などの界面 の電気的特性 に密接 に関係 してい ることを兄いだ し た. また､分光偏光解析 を)'DSl'tuで行える装置を 開発 し､それ を用いて酸化や アニー リングの過程 を 観察す ることにより､界面層の形成 とアニー リング による構造 変化 に関す る知 見が得 られ た｡ また､

‡ps.UPSを用いた界面 の組成や原子の結合状態の評 価 を行 うことを並行 して行い､界面原子の結合状態 の変化 をとらえ ることが出来た｡ さらに､ アニー リ ングの温度特性 に於いて､電気的特性 (C‑Ⅴ測定) と､ これ らの光学的および光電子分光 による変化の 対応 か ら､界面特性 を支配す る界面構造 に関す る知 見が得 られた｡これ らの結果 は､偏光分光解析がSiC MOSFETのゲー ト酸化膜､あるいはパ ッシベーシ ョン 膜の特性評価 に対 して新 しい手法 を提供す るもので あ り､得 られた界面層 に関す る知見は､SiCデバイ ス作製 における敢化 プロセスの最適化 に大 きく寄与 す るもの と考 え られ る｡

siCデバイス化 プロセス上不可欠な ウエハの面 内 特性やホモエ ビ膜の膜厚分布の非破壊 ･非接触測定 法 と して､赤外反射率測定 による方法 を検討 し､そ の有用性 を明 らかに した｡すなわち､ これ まで膜厚 分布測定法 としての有用性 を示 し､ さらにFT‑IRに よる赤外反射率測定か らキ ャリア濃度 および移動度 の分布 を求めることができることを示 した｡今年度 は､誘電関数の考察に加え､Hall測定 との比較検討 か ら､ この手法 によ り定量性 良 くキ ャリア濃度およ び移動度の測定が可能であることを示 した｡赤外反