2004 Fiscal Year Annual Research Report
ハレクシスCBED法を用いた鉄シリサイド半導体薄膜の結晶性評価
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16360315
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
板倉 賢 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (20203078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波多 聰 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (60264107)
桑野 範之 九州大学, 産学連携センター, 教授 (50038022)
奥山 哲也 久留米工業高等専門学校, 助教授 (40270368)
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| Keywords | 鉄シリサイド / 透過型電子顕微鏡 / 制限視野電子回析法 / スパッタ薄膜 / エピタキシャル成長 / シリコン基盤材料 / 微細構造解析 / 方位解析 |
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| Research Abstract |
環境低負荷型半導体として脚光を浴びる鉄シリサイド(β-FeSi_2)薄膜のナノ組織制御についての指針を得るために、本年度はまずスパッタ法でSi(001)およびSi(111)基板に作製した鉄シリサイド薄膜について、研究代表者らが開発した微小傾斜制限視野電子回折法による方位解析を含めた詳細な電子顕微鏡(TEM)観察を行った。基板温度500℃以下でFe堆積速度を0.02mn/s程度で成膜すると、α-FeSi_2相が抑制されてβ-FeSi_2相の生成が促進されることがわかった。また、この条件で成膜すると、βFeSi_2微結晶はいずれのSi基板においても基板表面にエピタキシャル成長したものが得られることが明らかとなった。
上記の研究からα-FeSi_2の生成を抑えるために、基板温度を350℃まで低温化し、さらにFe堆積速度を0.01nm/s程度まで落して成膜を行った。その結果、TEMレベルでもα-FeSi_2の生成は認められず、約30nm厚のβ-FeSi_2がSi基板にエピタキシャル成長して、Si基板表面を連続的に覆った多結晶β-FeSi2連続膜を得ることに成功した。
次に、エピタキシャル成長に及ぼす基板方位の影響を解明する目的で、Si(001)基板表面に種々のメサ形加工を施したパターン基板へのスパッタ成膜を試みた。パターン基板においてもβ-FeSi_2微結晶を生成させたスパッタ膜を得ることができたが、加工により表面とは異なる面方位を有する部分ではターゲットからのFeの供給量が変化して生成相の種類に影響がでることがわかった。今後さらに成膜条件の検討を行って、β-FeSi_2微結晶を優先的にエピタキシャル成長させたスパッタ膜を得ることで、成長方位制御への指針が得られるものと期待される。
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