【摘 要】
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二氧化硅薄膜至今依然属人们广泛研究的材料,这是因为当这种材料制备为高质量的超薄、极薄的氧化物时,可实际应用于不同方面,如超大规模集成电路(VLSI)的栅氧化层以及液晶显
【机 构】
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医学院,科学与工业研究所,化学、食品技术和应用光化学系,实验物理学系,斯洛伐克科学院物理研究所
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二氧化硅薄膜至今依然属人们广泛研究的材料,这是因为当这种材料制备为高质量的超薄、极薄的氧化物时,可实际应用于不同方面,如超大规模集成电路(VLSI)的栅氧化层以及液晶显示屏(LCD)的生产.本文考察了厚度为3 nm和5 nm的极薄二氧化硅层的结构性质,这些薄层是通过适度掺杂n-型硅(100)晶片而形成.在形成氧化层之前用标准RCA方法清洁,并随后在氮气氛围中退火,部分样品在HCN溶液中钝化.本研究中用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)技术获取了复合结构中不同类型的化学键信息.对SiO2钝化试样和非钝化试样中的Si—O— Si的不对称伸缩振动分别用纵光(LO)和横光(TO)模式进行了鉴别,发现TO模式位置(约1 107 cm-1)和振幅与试样的厚度无关.另一方面,LO模式的位置从约1230cm-1(厚度约为1.5 nm)改变为1244 cm-1左右(厚度约为4.5 nm).根据红外光谱峰的偏移,认为超薄和极薄SiOx复合结构并不均匀.对红外光谱获得的结果进行了反褶积处理并获取相关信息.用次级离子质谱分析法(SIMS,Secondary Ion Mass Spectrometry)考察了试样的原子组成,发现NH键的数量也与技术条件相关.基于记录的试样X-反射率数据的理论处理结果,用原始方法确定了材料的结构性质、层密度、表面粗糙度以及相应界面,并将所得结果与原子力显微镜所获得的结果进行了对比和讨论.借助于深能阶瞬态光谱学中的电荷变形,证实HCN溶液对二氧化硅/硅界面密的强钝化影响.钝化后,发现新形成的界面深处缺陷阱其密度可以忽略不计,这是因为其形成原因与钝化过程中在界面处引入的NH原子对存在相关.
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