2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26600125
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
神原 淳 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80359661)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | エピタキシ－ / メゾプラズマ / SiC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Si-C高温蒸気の急速凝縮に伴う液体様ナノクラスターの形成と基板との相互作用に関して分子動力学検討を行った。平衡安定な調和融液が存在しないSiC組成においても昇華点近傍温度で原子クラスタリングが確認されたが，比較的大きめのSiCクラスター(d>3nm))は構成C原子がSiよりもポテンシャルエネルギーが低いく比較的強いC-CとSi-C結合が確認されるのに対して，小さなSiCクラスター(d<2nm)ではC-C結合は弱まりC原子も比較的高いポテンシャル状態となり，小クラスターほど均質な液体様構造が形成される可能性が示唆された。一方，SiC基板のC面はSi面に比べて高温でも固体の原子配置を保持しやすい安定性が確認された。この基板表面と上記液体様クラスターとの相互作用において，小クラスターほど基板界面での整合原子数割合が75%まで増加し，基板温度が低いほど整合度合が高められる傾向であることが明らかとなった。
一方，メゾプラズマ環境下でのCVDでは，6Torrでの粒状組織は3 Torrでファセット性を帯びた多結晶組織に変化し，堆積速度の増加も確認されたが，熱量計測から減圧化に伴ってプラズマー基板間の熱的境界層厚が薄くなる相関が確認された。そこで数値計算より昇華点温度近傍での冷却速度が4倍強まで高められるハイブリッドプラズマを利用した結果，粒状組織サイズは顕著に小さくなり，より均質な膜が形成された。従って，H原子によるエッチングに起因する堆積速度の低下を抑制させつつ非平衡度が高められる条件が均質なSiC組織の高速成膜の要件であることが示された。
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