1993 Fiscal Year Annual Research Report
超高真空走査電顕による半導体上の金属.エピタクシー過程の原子像観察と局所解析
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04452035
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| Research Institution | University of Tokyo |
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Principal Investigator |
井野 正三 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70005867)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 修司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (00228446)
霜越 文夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (00013409)
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| Keywords | 走査電子顕徴鏡 / エピタクシー / 表面構造 / 半導体表面 / 反射高速電子回折(RHEED) |
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| Research Abstract |
本年度は、昨年度に作製した「結晶試料の表面状態検出用の小型真空槽」の中で、反射高速電子回折(RHEED)により前もって表面の構造を調べ、その試料をUHV-SEM(超高真空走査電子顕微鏡)本体に移送し、そのまま真空を破ることなく、SEM観察を行った。また、SEM内で、全反射角X線分光(TRAXS)によるナノ領域の元素分析も行った。研究を行った試料はIn/Si(111)-7×7、In/Si(111)-4×1-In、In/Si(111)-√<3>×√<3>-Ga、Ga/Si(111)-7×7、Ga/Si(111)-√<3>×√<3>-Ag、Ag/Si(111)-√<3>×√<3>-Ga、などである。以下に主な結果について説明するが、MLは1原子層のことである。
In(2ML)/Si(111)-7×7の場合には、Inが1原子層吸着した部分と2原子層吸着した部分及び平坦状の微粒子が明瞭に観察された。更に、ステップや7×7構造の境界が細い黒線として初めて観察された。この様なステップやドメインの微細構造の詳しい観察は世界的にみても初めてのことである。
Si(111)-√<3>×√<3>-Ga上にInを蒸着すると、Inは2原子層まではGaの上に成長するが、3原子層以上のInはGaの下に潜り込み、2原子層のInと1原子層のGaはセット(In_2Ga)になり、In薄膜の上に浮き上がる構造{この構造を(In_2Ga)In_n構造と記す}をSEMで詳しく観察した。この構造は、以前に成長中の元素分析(TRAXS法による)により我々が発見したものであるが、SEMによりその構造が証明されたと同時に、2次元的な微細構造を観察した。特に、3原子層のInを蒸着した場合に形成される(In_2Ga)In構造は1つのテラス内では全面的に広がった非常に平坦な構造であることが明らかにされた。さらに、Inを多く蒸着すると、(In_2Ga)In_n(n=1,2,3...)構造になることを観察した。以上の様にUHV-SEMにより多くの興味ある有益な成果が得られた。
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[Publications] 遠藤彰,井野正三: "Observation of the Ag/Si(111)system using a high-resolution Ultra-high vacuum scanning electron microscope" Surface Science. 293. 165-182 (1993)
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[Publications] 遠藤彰,井野正三: "Observation of the Ag/Si(111)system with a high-resolution ultrahigh-vacuum scanning electron microscope" Japan Journal Applied Physics. 32. 4718-4725 (1993)
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[Publications] 原田嘉晏,富田健,小久保靖,大門寛,井野正三: "Development of on ultrahigh vacuum high resolution scanning electron microscope" Journal of Electron Microscopy. 42. 294-304 (1993)
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[Publications] 西本,大門,菅,手塚,井野,加藤,銭谷,副島: "Simultaneous angle-resolved measurement of the band structure of single crystal graphite by on improved two-dimensional display analyzer" Review of Scientific Instrument. 64. 2857-2862 (1993)
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[Publications] 井野正三,山中俊朗: "Surface atom dynamics in epitaxial growth studied by RHEED-TRAXS" Surface Science. 298. 432-439 (1993)
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[Publications] 井野正三(小川四郎編): "回折結晶学と材料科学" アグネ技術センター, 310 (1993)
