光電子分光法による積層界面の電子状態と界面反応過程の解明

Research Project

Project/Area Number	01650501
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	豊嶋勇北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (80001709)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中勝己北海道大学, 触媒化学研究センター, 助手 (30155121) 川崎昌博北海道大学, 応用電気研究所, 教授 (70110723)
Project Period (FY)	1989
Project Status	Completed (Fiscal Year 1989)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 1989: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	積層界面 / 電子状態 / 界面反応 / Si(111)面 / トリメチルガリウム(TMGa) / XPS / UPS / YAGレ-ザ-
Research Abstract	半導体-金属界面および積層界面を設計する上での基礎的知見となる接触界面での化学結合の役割、反応過程、ならびに界面という接触領域の特異な物性に関する研究を目的とし、(1)Ni/Si(111)系での電荷制御と反応性、(2)Si(111)、Au、Al表面でのトリメチルガリウム(Ga(CH_3)_3、TMGa)の吸着層の熱および光による分解過程について調べた。 (1)Ni/Si(111)系での電荷制御と反応性清浄Si(111)表面にNiを室温または液体窒素温度で蒸着した後、それらの温度でCOを吸着させ、それらの吸着状態および昇温による吸着状態の変化をXPS、UPSおよびAESで調べた。その結果、Niの被覆率により次の3つに分けられることがわかった。θ_Ni=2付近では分子状吸着したCOと解離したのが、θ_Ni=5では吸着しないが、その上にさらにNiを蒸着することにより分子状吸着COが認められた。このことはθ_Ni=2〜5の間でなだれ的なNiシリサイドの生成があることを示している。 (2).Si(111)、Al、Au表面でのTMGaの吸着と分解清浄Si(111)およびAl、Au、多結晶表面上に液体窒素温度でTMGaを飽和吸着させ、それらの吸着状態および表面温度の昇温による吸着状態の変化をXPS、UPSで調べた。また光照射効果も同様な方法で調べた。液体窒素温度ではTMGaはいずれの表面でもlayer by layerの多層膜を形成する。温度を段階的にあげていくと、Si表面では170Kで単分子層となり、室温で分解が始まる。Auでは、170Kで単分子層になり、270Kから分解が始まる。Al表面では、170Kで単分子層になると共に分解が始まり、分解により生成したCH_3は表面に捕捉され、CH_2を生成し、470KでGaは消失しCのみとなる。Si(111)、Au表面にTMGaの単分子層を調製し、NdYAGレ-ザの第4高調波(266nm)を照射したところ、Si表面では光分解により生成したCH_3D2が認められた。