1995 Fiscal Year Annual Research Report
表面電子分光による半導体表面化学反応の放射光励起効果と反応機構の研究
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06402022
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宮本 信雄 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00006222)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠田 義晴 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (20232986)
庭野 道夫 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20134075)
末光 眞希 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (00134057)
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| Keywords | 光励起プロセス / 半導体結晶成長 / 紫外光電子分光 / 水素脱離反応 / その場観察 / 気相成長 / 光電子強度振動 / Si(100) |
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| Research Abstract |
シリコンデバイスの微細化を進める上でプロセス温度の低温化、反応プロセスの高制度な制御、デバイス構造の高効率化等、重要な課題が山積している。薄膜成長時基板表面に紫外線、真空紫外線、X線等の励起光を照射することにより、プロセスを律速している固体表面化学反応が促進されプロセスの低温化や膜成長の制御が可能となると期待されている。この光励起プロセスの反応素過程とその有効性を明らかにするため、特にSi(100)基板で以下の基礎的な研究を行った。
1.結晶表面のミクロな原子構造を調べる上で近年開発された走査トンネル電子顕微鏡(STM)が有効である。本年度備品購入した試料観察用超高真空チェンバーにより、薄膜成長中で観察可能なSTM装置を整備した。本年度中には超高真空下で稼働予定である。さらに高精度で膜厚制御が可能な電子ビームエバポレータシステムを整備し、これによりデバイス微細化に必要なシリコン1原子層単位での成長が可能となった。
2.シリコンデバイスで重要なシリコン熱酸化膜に関し、その初期形成過程を本グループが開発した『その場紫外光電子分光システム』によりリアルタイムで観測した。その結果、650°Cを境とし低温側ではラングミュア型成長様式、高温側では2次元島成長様式で酸化膜が形成することがわかった。
3.膜成長時のド-ピング効果を調べるため、Si(100)上ホスフィン(PH_3)の吸着・脱離を昇温脱離法により測定した。その結果、リンドープによる膜成長速度の減少は表面リンの存在による水素脱離速度の減少によって説明されることがわかった。
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[Publications] 末光眞希: "半導体と真空" SUT Bulletin. 4. 15-19 (1995)
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[Publications] D.S.Yoo: "Hydrogen desorption process of Si(100)/PH_3" Journal of Applied Physics. 78. 4988-4993 (1995)
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[Publications] M.Suemitsu: "H_2-TPD study on the difference in the growth kinetics between SiH_4-and Si_2H_6- GSMBE" Surface Science. (印刷中). (1996)
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[Publications] M.Suemitsu: "A model of the temperature-dependent adsorption kinetics of SiH_4 on Si(100)" Surface Science. (印刷中). (1996)
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[Publications] Y.Enta: "Band-dispersion-originated photoelectron intensity oscillations during Si epitaxial growth on Si(100)" Journal of Electron Spectroscopy. (印刷中). (1996)
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[Publications] Y.Enta: "Growth kinetics of thermal oxidation process on Si(100) by real time ultraviolet photoelectron spectroscopy" Applied Surface Science. (印刷中). (1996)
