シリコン系人工結晶の作製とその物性評価に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07405001
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 松村 正清 東京工業大学, 工学部, 教授 (30110729)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 泰敬 帝京科学大学, 理工学部, 助教授 (80134823) ; 菅原 聡 東京工業大学, 工学部, 助手 (40282842)
• Keywords: 原子層エピロキシ- / Si / Ge人工結晶 / ヘテロ接合 / AES

Research Abstract

シリコンの原子層成長法について、(III)面方位の成長特性を詳細に調べて、原用(ジクロロシラン)の気相に於ける衝突に基づくラジカル(SiHC1)の生成が理想的な1原子層/サイクルの成長速度を実現する鍵を握っており、この大量生成には、適正な原料圧力と原料滞留時間が存在することを明らかにした。また(100)面方位では原子状水素のエッチング作用が顕著に生じるので、水素圧力を低く押さえることが必要であることを明らかにした。これらの結果、100度程度の広い温度ウインドを(100)および(111)面方位で実現した。
ゲルマニウムの原子層成長を、従来の(100)面方位以外に、(111)面方位でも実現した。しかし温度ウインドは20度程度と極めて狭かった。この理由は、Ge-CH3結合の水素の引き抜き反応がMER機構であることによることを明らかにした。Ge(100)基板上へのSi単原子層堆積がシラン照射によって実現できることを確認し、この上にジクロロシランと原子状水素による原子層成長を行い、2原子層、3原子層、…というディジタル的な成長を実現した。またその界面をSIMSとAESとにより評価して、遷移領域幅が約1nmと極めて狭いことを確認した。遷移幅が1原子層程度と言われるSiO2/Siについての評価結果をも参考にして、上記の界面は原子層レベルで急峻であると結論した。

Research Products

• [Publications] 池田、松村: "Formation of Atomically Abrupt Si/Ge Hetevo Interface" Jpn.J.Appl.Phys.3月号. (1998)
• [Publications] 松村: "Gas-Phase-Reaction-Controlled ALE of Sllicon" J.Vac,Sceience and Technology. (1998)
• [Publications] 池田 松村: "Atomic Layer Etchine of Ge" Applied Surface Science. 112. 87-91 (1997)
• [Publications] 森下、松村: "Atomic-Layer Chemical Vapoz Doposition of SiN" Applied Surface Science. 112. 198-204 (1997)
• [Publications] 菅原 松村: "Modeling of Ge Atomic Layer Epitacy" Applied Surface Science. 112. 176-186 (1997)
• [Publications] 菅原、松村: "A Proposed Atomic Layer Deposition of Ge on Si" Jpn J.Appl.Phys.36.3. 1609-1613 (1997)