電子線を利用したSi表面でのダイヤモンドのエピタキシャル成長

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650042
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 犬塚 直夫 青山学院大学, 理工学部, 教授 (30082788)
• Keywords: ダイヤモンド / 薄膜 / エピタキシ-

Research Abstract

シリコン表面でのダイヤモンドのエピタキシャル成長には多くの問題が残されている。メタンを水素で希釈した気体放電を用いて成長を行なっているため、シリコン表面の酸化の問題は避けて通る事は出来ない。一つの解決策としてイオン衝撃による表面前処理を行なうことにより、核発生密度の増加とエピタキシャル成長の双方に良好な結果が得られ始めている。しかし、成長した粒子が下地に対して傾き及び回転をしていることが知られており、成長に伴うコアレッセンスが円滑に進行せず、平坦な表面構造を持つ薄膜は得られていない。
ここではイオン衝撃の変わりに電子線を下地に照射して、核発生密度の増加とエピタキシ-の改善を試みた。下地表面の前処理として、表面酸化層を取り除いた後にメタン雰囲気でSiCのエピタキシャル層を成長させた。そこに数100Vで加速された電子線を照射し、ダイヤモンドの成長を開始した。
その結果として、核発生数の増加は明らかに確認されたが、方位配列した粒子(エピタキシャル粒子)の密度は多くならなかった。しかし、粒子の下地に関する方位は比較的パラレル・エピタキシ-の関係を保っていた。これより下地表面の前処理の方法がダイヤモンドのエピタキシャル成長において重要な役割をしている事が明らかになった。

Research Products

• [Publications] Ken Okano: "Fabrication of a diamond field emitter array" Appl.Phys.Lett.64. 2742-2744 (1994)
• [Publications] 小泉 聡: "ダイヤモンドのヘテロ・ピタキシャル成長" 応用物理. 63. 1017-1020 (1994)
• [Publications] 犬塚直夫: "ダイヤモンド薄膜研究の最近の進歩-エピタキシャル成長を中心に-" 真空. 37. 553-559 (1994)
• [Publications] Tadao Inuzuka: "Epitaxial Growth of Diamond on Foreign Substrates" Proc.NIRIM Int.Symp.on Advanced Mat.121-126 (1994)