2001 Fiscal Year Annual Research Report
励起ガス雰囲気下の表面プロセスの光・イオンによる同時その場観察
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12305005
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
片山 光浩 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70185817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本多 信一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90324821)
尾浦 憲治郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029288)
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| Keywords | 励起ガス雰囲気下表面プロセス / 低速イオン散乱反跳分光法 / 全反射赤外分光法 / 表面水素 / 吸着状態 / プラズマ / 励起原子照射 / 表面窒化 |
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| Research Abstract |
本研究では、表面の組成と構造および表面水素の定量が可能な、イオンをプローブとする低速イ才ン散乱・反跳分光法(CAICISS・TOF-ERDA)と、吸着原子の結合状態の分析が可能な、光をプロープとする全反射赤外分光法(ATR-FTIR)に着目し、これらを相補的に組み合わせることにより、励起ガス雰囲気下の表面プロセスの光・イオンによる同時その場観察法を開拓するこを目的とした。そのため、(1)10^<-6>〜10<-3>Torrの励起ガス雰囲気下での光・.イオンによる同時その場観察が可能となる装置を開発し、(2)これを用いて、(1)エピタキシーにおける励起水素の介在プロセス、(2)気相成長プロセス、(3)プラズマと表面との相互作用プロセスなどの、種々の表面プロセスのその場観察を行ない、励起原子照射における表面動的過程に関して興味深い知見を得た。
本年度では、前年度に開発した装置を駆使して、(a)励起水素照射によるSi(100)表面上Ge単原子層のSi表面偏析現象、ならびに(b)Si(111)表面のプラズマ窒化プロセスについてリアルタイムその場計測を行ない、これらの現象のメカニズムを解明した。特筆すべき成果は、前者の研究において、励起水素ガスの照射によって、最外層を形成していたGe原子が表面から第3層まで潜り込み、Si-Hが表面に形成されて安定化する現象のリアルタイム観察に初めて成功し、潜りこんだGe原子と表面偏析したSi原子の存在量を定量的に明らかにしたことと言える。
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[Publications] M.Katayama 他5名: "Coaxial Impact-Collision Ion Seattering Spectroscopy and Time-of-Flight Elastic Recial Detection Analysis for Insitu Monitoring of Surface Processes in Gas Phase Atrasphere"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. 576-579 (2001)
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[Publications] K.Oura 他5名: "Surface Hydroxyl Formation on Vacuum-Annealed TiO_2(110)"Appl.Phys.Lett.. 79. 2716-2718 (2001)
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[Publications] M.Katayama 他3名: "Hydrogen Segregation and its Detrimental Effect in Epitaxial Growth of Ge on Hydrogen-Terminated Si(001)"Jpn.J.Appl.Phys.. 40. 1173-1175 (2001)
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[Publications] M.Katayama 他7名: "Formation of a Si(100)c(8×2) Surface using H-Induced Self-Orgarsiation and H Extraction"Phys.Rev.B. 64. 1534061-1534064 (2001)
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[Publications] K.Oura 他6名: "Influence of Mr Incorporation on Molecular Bear Epitaxial Growth of GoMnN Film"Jpn.J.Appl.Phys.(印刷中). 41. (2002)
