シリコン表面における材料通電効果の反財電子顕微鏡法による研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03452077
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 八木 克道 東京工業大学, 理学部, 教授 (90016072)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 箕田 弘喜 東京工業大学, 理学部, 助手 (20240757) ; 谷城 康眞 東京工業大学, 理学部, 助手 (40143648)
• Keywords: エレクトロマイグレーション / 表面電流効果 / シリコン表面 / Si(111)表面相転移

Research Abstract

本年度の成果は大別すると2つに分けられる。(1)金属修飾Si表面宇での表面エレクトロマイグレーションの観察結果と、(2)清浄Si(111)表面の7x7-1x1相転移過程における通電効果の3回の反転現象の発見である。
(1)については、Ge修飾Si(111)表面では、7x7清浄表面と構造および電子状態(金属的)が類似しているためか、Ag,Inいずれの表面エレクトロマイグレーションも清浄な面の上と定性的に変わらず、マイグレーションの早さだけが、前者で10倍ほど、後者で数倍早くなった。一方、半導体的電子構造を持つSi(111)√<3>x√<3>-Ag構造表面でのInは全く移動せず、Si(111)3x1-Ag表面では僅かに移動が見られた。この様に、電流効果は下地電子構造によって大変異なることが明らかにされた。一方、光電子顕微鏡を用いた観察では、蒸着による光電子量の変化とマイグレーションの方向とによい相関があり、マイグレーションの駆動力が電界であるこを示唆する結果を得た。
(2)相転移点直上では、step-up電流でステップは等間隔に配列する面(R面)、step-down電流でステップバンチング表面(B面)を作るが、相転移が始まり、ステップの上段側に僅かでも7x7構造が現れると、同じ電流方向でもB面とR面が入れ替わるのが観察された。さらに7倍構造がテラスの40-50%を占有すると、再び入れ替わり、70-80%でもう一度入れ替わった。この過程はテラス幅とステップの性格に依存し、ステップの形状揺動もステップの性格と電流方向に依存することがわかった。

Research Products

• [Publications] A Yamanaka,Y.Tanishiro and K.Yagi: "Surface Electro migration of An m Si(111)Studicd by REM." Ordering at Susfaces and Jutertaces(Springen). 17. 215-226 (1992)
• [Publications] H.Yamaguchi,Y.Tanishiro and K.Yagi: "REM Study of Surface Electromigration of Ge,An・Cu and Agrn Si(111)Surfaces" Appl.Surlace.Sui. 60/61. 79-84 (1992)
• [Publications] K.Yagi,H.Minoda,H.Shina,H.Yamaguchi: "REM Study of Surface Dynamic Processos Thin Film Growlh and Suface Slectrouigrotion" Proc.Sit.APEM. 48-51 (1992)
• [Publications] K Yagi.A Yananoha and H.Yamaguchi: "Surfaes Slectrowizratim of mefcls or Si Sunfaes Studied by REM" Swface Sci. (1993)
• [Publications] M.Yamahuchi and K.Yagi: "Current Effectsm Si(111)Sufaces of cho Phall Transition between to 7x7 and 1x1 Structwes" Sufase Sci. (1993)