| 講演名 | 2007/6/18 AFM/KFMによるSi量子ドット/SiO_2多重集積構造の帯電電荷分布計測(第15回先端半導体デバイスの基礎と応用に関するアジア・太平洋ワークショップ(AWAD2007)) 牧原 克典, 池田 弥央, 東 清一郎, 宮崎 誠一, |
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| 抄録(和) | n-Si(100)基板上に1000℃、2%O_2雰囲気で厚さ～4nmのSiO_2膜を形成後、リモートAr/H_2プラズマによるSiO_2表面処理、SiH_4ガスの減圧CVDによるドット形成を行い、引き続き、リモートHe希釈1% O_2プラズマによりドット表面をラジカル酸化した(膜厚～2nm)。再び、ドット形成と表面ラジカル酸化を同一チャンバー内で繰り返して、Si量子ドット/SiO_2の6層積層構造を作製し、更に厚さ～7nmのSiO_2を積層してフローティングゲート構造を作成した。直流バイアス印加した導電性AFM探針を使って、このSi量子ドット/SiO_2多重集積構造に、基板側から電子注入および放出によって局所帯電させ、その帯電状態が経時変化する様子をAFM/KFMモードにより定量評価した。具体的には、Tipバイアス+3V印加して、2×2μm^2の領域内のドットに電子を注入した後、その中央部(100×100nm^2)にTipバイアス-3Vを印加すると、保持電子の放出が進行し、中央部の電位が負帯電状態にある周囲に比べ上昇することを確認した。その後、周囲の負帯電は、保持電子が基板側への放出が進行する結果、時間経過ともに単調に減衰する。一方、中央部の表面電位は、周囲の電位とほぼ同程度になるまでは、一旦低下する。この結果は、周囲の保持電子が、電子放出させた中央部のドットへ移動していることを示している。 |
| 抄録(英) | Multiply-stacked structures of Si quantum dots (Si-QDs) in gate oxide are attracting much attention because of their potential importance to improve retention characteristics in a high density charge storage. In this work, we have fabricated 6-fold stacked Si-QDs with 2nm-thick SiO_2 interlayers, whose areal dot density and average dot size were 5.7×10^<11> cm^<-2> in each dot layer and ～5nm in height, and studied progress on electron distribution in 6-fold stacked Si-QDs with 2nm-thick SiO_2 interlayers from the measurements of temporal changes in the surface potential after electron charging and discharging locally at room temperature using an AFM/Kelvin probe technique in clean room air. First, by scanning an area of 2×2μm^2 with the AFM tip biased at +3V with respect to the substrate in a tapping mode, the area was negatively charged due to electron injection from the substrate to the dot through the bottom runnel oxide and subsequently, the central part of 100×100nm^2 in the pre-charged area was scanned with the tip biased at -3V to emit the electrons from the Si-QDs to the substrate. As a result, the negative charging level was markedly reduced in the central part in comparison to its peripheral region. And then, the surface potential of the negatively-charged peripheral region was decay monotonously with time as a result of progressive electron tunneling to the substrate. In contrast to this, the temporal change in the surface potential of the central part shows that the electron charging proceeds with time until the surface potential becomes almost the same as that in the peripheral region. This result can be interpreted in terms of lateral spreading of electrons stored in the Si-QDs layer due to the potential difference between the central part and its peripheral region more negatively charged. |
| キーワード(和) | Si量子ドット / AFM/KFM |
| キーワード(英) | Si quantum dots / AFM/KFM |
| 資料番号 | ED2007-109,SDM2007-114 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
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| 開催期間 | 2007/6/18(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Electron Devices (ED) |
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| 本文の言語 | ENG |
| タイトル（和） | AFM/KFMによるSi量子ドット/SiO_2多重集積構造の帯電電荷分布計測(第15回先端半導体デバイスの基礎と応用に関するアジア・太平洋ワークショップ(AWAD2007)) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Progress on Charge Distribution in Multiply-Stacked Si Quantum Dots/SiO_2 Structure as Evaluated by AFM/KFM |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Si量子ドット / Si quantum dots |
| キーワード(2)（和/英） | AFM/KFM / AFM/KFM |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 牧原 克典 / Katsunori MAKIHARA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 広島大学大学院先端物質科学研究科 Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 池田 弥央 / Mitsuhisa IKEDA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 広島大学大学院先端物質科学研究科 Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 東 清一郎 / Seiichiro HIGASHI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 広島大学大学院先端物質科学研究科 Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 宮崎 誠一 / Seiichi MIYAZAKI |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 広島大学大学院先端物質科学研究科 Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University |
| 発表年月日 | 2007/6/18 |
| 資料番号 | ED2007-109,SDM2007-114 |
| 巻番号（vol） | vol.107 |
| 号番号（no） | 110 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | |