薄膜形成における光誘起表面反応の利用に関する研究

Research Project

Project/Area Number	01604554
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Toyohashi University of Technology
Principal Investigator	英貢豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90124734)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡辺純二豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (60201191)
Project Period (FY)	1989
Project Status	Completed (Fiscal Year 1989)
Budget Amount *help	¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 1989: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords	光CVD / アルミニウム薄膜 / 表面光反応 / 気相光反応 / 重水素ランプ / 走査型トンネル顕微鏡
Research Abstract	有機金属化合物であるジメチルアルミニウムハイドライド(DMAIH)を材料ガスとし、重水素ランプ光源として、低温で比抵抗の低いアルミニウム薄膜を形成できる。そこで、本研究ではその反応機構を解明することを目的として行った。特に、薄膜形成に関与する二種類の反応として、表面反応と気相反応があるが、そのどちらが重要であるかは、基礎の立場から興味あるだけでなく、実用上でも結果において大きな差を生じる原因となるため、今日多方面から注目されている。そこで、本研究では光プロセスの特色を生かして、表面反応と気相反応を選択制御することに努めた。まず、光は基板に垂直に照射して、基板表面吸着層で光分解が起こり得るようにした。そのような条件下でガス圧を変えると、約0.3×10^<-3>Torr以下では表面反応のみが誘起され、それ以上では気相反応も並存んすることが分かった。この結論を導くために、膜の堆積速度の波長依存性を調べた。重水素ランプからは160nmを中心とした真空紫外光と、240nmを中心にした紫外光の二つの発光の山がある。適当なフィルタ-で、これらを選別して照射したところ、基板温度200℃では、表面反応は真空紫外光がないと起こらないことが分かった。これに対して,気相反応は紫外光、真空紫外光のどちらででも誘起される。このような反応機構の波長依存性を利用すると、ガス圧0.3Torr以下では真空紫外光を照射しないと膜の成長が起こらないことから、低圧領域では表面反応のみが誘起されると結論される。本研究では、その外に、膜の初期成長段階を観測するため、走査型トンネル顕微鏡を作成した。その結果、基板上でアルミニウムが島状に成長することが認められた。