新しい複合型表面化学プロセス解析装置の開発と光励起選択エピタキシーの機構解明

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05554019
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岩澤 康裕 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (40018015)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 岳彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (90242099) ; 大西 洋 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20213803) ; 有賀 哲也 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (70184299)
• Keywords: 光励起選択エピタキシー / 角度分解刺激脱離イオン分光法 / 反射型赤外吸収分光法 / 飛行時間フーリエ変換型イオン分光器 / 走査トンネル顕微鏡 / シリコン / 表面反応 / 表面吸着線

Research Abstract

本申請者らは飛行時間フーリエ変換型イオン分光器という超高効率検出器を開発し、新しい表面吸着種解析法である角度分解刺激脱離イオン分光法(AR-SDIS)を開択した。本研究は、このAR-SDISを、表面吸着種の振動スペクトルを超高感度・高分解能に測定しうる反射型赤外吸収分光法(IRAS)と複合化することにより、表面吸着種の配向・エネルギー状態・吸着サイト・吸着構造などにかんする包括的な情報をうるための測定手法を開発することを目的とする。さらに、新規半導体材料の作成技術として期待されている光励起選択エピタキシーにこの手法を応用し、光反応機構の解明をめざすものである。
本年度は、市販のフーリエ変換赤外分光器を改造して反射型赤外吸収分光器を製作した。また、超高真空から常圧までの広い圧力範囲にわたって反応ガスを取り扱うことができる反応セルを反射型赤外吸収分光器に接続した。これにより、実際の工業プロセスに近い条件で光励起選択エピタキシーを進行させ、光化学反応中の表面状態をin-situの条件で観祭できるようにした。
飛行時間フーリエ変換型イオン分光器については、現在イオン収率を格段に向上させるべく改造中であり、次年度に反射型赤外吸収分光器および反応セルと接続して運用し、複合型表面化学プロセス解析装置としての性能を確認する。
さらに、光励起選択エピタキシーに関する基礎研究として、Si(111)-(7x7)表面に吸着したトリメチルガリウム(TMG)・トリエチルガリウム(TEG)分子の光分解過程を、超高真空走査トンネル顕微鏡(UHV-STM)をもちいて観察した。紫外光の照射によりTMG・TEG分子が分解していく過程を分子レベルの分解能で初めてとらえることができた。

Research Products

• [Publications] J.Inukai,W.Mizutani,K.Fukui,H.Shimizu and Y.Iwasawa: "Photochemical Decomposition of Triethylgallium on Si(III) Studied by Means of STM,LEED,AES and Mass Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys.32. 1768-1771 (1993)