半導体の光学特性のサイズ依存性 2:SIMOXの上部Si層

Abstract

Size dependence in optical properties of the top Si layer of SIMOX(Separation by Implanted Oxygen) was studied by spectroscopic ellipsometry. The ellipsometric parameters of capital psi and capital delta were measured in the spectral range from 230 to 800 nm. The sample structure analyzed is as follows; Air/top-SiO2/top-Si/embedded-SiO2/substrate-Si. By the use of the bulk dielectric constants, thicknesses of top-SiO2, top-Si and embedded SiO2 layers were determined by simplex method. The best fitting was realized by applying a fluctuated thickness model for the embedded-SiO2 layer. Furthermore, MDF(Model Dielectric Function) theory was applied for very thin top-Si layer to improve the fitting. As a result, the size effect was observed.

SIMOX(酸素注入による分離)の上部Si層の光学特性のサイズ依存性を分光エリプソメトリで調べた。エリプソメトリパラメータ(ΨとΔ)を230から800nmのスペクトルレンジで測定した。解析したサンプルの構造は、空気/上部SiO2/上部Si/埋込みSiO2/Si基板である。バルク誘電率を使って、シンプレックス法により上部SiO2、上部Siおよび埋込みSiO2の各層厚を決めた。埋込みSiO2層に対して膜厚揺らぎモデルを適用することにより、測定値と計算値は最高にフィットした。さらに、フィッティングを改善するために非常に薄い上部Si層に対してMDF(モデル誘電関数)理論を適用した。その結果として、サイズ効果が観測された。