成長核の初期配列と原子の自己組織化にもとづくナノテクスチャーの創成およびその評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305013
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 古川 勇二 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10087190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 楊 明 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90240142) ; 益田 秀樹 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90190363) ; 奥村 次徳 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00117699) ; 角田 陽 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60224359)
• Keywords: 分子線エピタキシ / ナノテクスチャ / 単結晶シリコン

Research Abstract

従来提案者らが実施してきた分子の自律的整列による平滑面創成を進展させ,ナノテクスチャーの創成技術として展開する第一段階として,本年度は,Si-Siホモエピタキシャル成長における基板ポテンシャルエネルギ場の変化が原子配列に及ぼす影響の実験的解明を実施し,以下のことを明らかにした.すなわち,(111),(100)の2種類の面方位をもつ市販単結晶Si基板表面に対して,ポテンシャルエネルギ場の変化として,種々の成長および停止核の配列としてのプレパターンを付加し,これらの基板について,様々な実験条件でSiホモMBEを施し,それぞれにおいて創成されるナノテクスチャー面の幾何形状,組成および結晶構造などを解析した.
特定の条件でSi(111)基板上に成膜すると,ステップフロー成長となることを応用し,このステップの動きがプレパターンによって制御可能であり、ナノテクスチャー面の創成が可能であることを実験により実際に示した.また,プレパターン形状や基板の面方位ずれを変えることにより,テクスチャ形状を制御できることを明らかにした.
さらに,特定条件下におけるsi(100)に対するホモエピタキシでは,3次元核成長となることを応用し,核の発生位置の制御を試みた.プレパターン形状と核の整列状況の関係を実験により明らかにし,核の配列がプレパターンによって制御可能であることを具体的に示した.すなわち,核の配列を利用したナノテクスチャ面が創成可能であることを示した.

Research Products

• [Publications] 角田陽, 古川勇二, 諸貫信行: "分子線エピタキシによる(100),(110)単結晶Si面の平滑化過程"2001年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. (印刷中). (2001)
• [Publications] 土井祐輔, 古川勇二, 諸貫信行, 角田陽: "規則形状面へのMBEによるナノテクスチャ面の創成〜円形穴を配置した(111)シリコン面におけるテクスチャ〜"2001年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. (印刷中). (2001)
• [Publications] 松田裕靖, 古川勇二, 諸貫信行, 角田陽: "分子線エピタキシによるSiC平滑面の創成(第5報)〜分子線入射量が表面性状に及ぼす影響〜"2001年度精密工学会秋季大会学術講演論文集. (印刷中). (2001)
• [Publications] 土井祐輔, 古川勇二, 諸貫信行, 角田陽: "規則形状面へのMBEによるナノテクスチャ面の創成〜直線を配置した(111)シリコン面におけるテクスチャ〜"2002年度精密工学会春季大会学術講演論文集. (印刷中). (2002)
• [Publications] A.KAKUTA, K.HASHIMOTO, N.MORONUKI, Y.FURUKAWA: "Improvement of Properties of SiC Mirror Surface Epitaxially Grown on Silicon Substrate"Initiatives of Precision Engineering at the Beginning of a Millennium. 354-358 (2001)