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超薄膜シリコンの物性と構造のRHEED・電気伝導度測定法による研究

研究課題

研究課題/領域番号 06650038
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 表面界面物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

谷城 康眞  東京工業大学, 理学部, 助手 (40143648)

研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1995年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1994年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードRHEED / 電気伝導 / 表面界面物性 / Si / CaF_2 / SOI / シリコン
研究概要

半導体表面の構造相転移やエピタキシャル成長と関連した表面電気伝導の変化を調べるためには、基盤と絶縁された半導体薄膜を作製する必要がある。本研究では、Si(111)基盤上でのCaF_2絶縁体膜の成長、さらにその上でのSi薄膜の成長をRHEED、SEM、SAMを用いて研究した。
CaF_2は温度600℃のSi(111)7x7基盤上に、基盤とは反平行の方位でエピタキシャル成長することが確かめられた。結晶性は良く、表面の平坦度も良好である。その上に平坦なSi結晶薄膜を成長させるためには工夫が必要であり、
[1]基盤温度が室温(あるいは低温)の状態で電子線照射を行う。
[2]基盤温度が室温でSiを数原子層蒸着後、600℃に昇温し、蒸着を継続する。
のように、成長温度を成長中に変化させる2段階成長法を用いる必要があることが分かった。Si成長膜の結晶の方位はCaF_2と平行であり、基盤のSiとは反平行であった。ただし、この状態では成長膜の表面にはCaが偏析しており、7x7再配列構造は形成されていない。この表面に、500VのArイオンを入射角30度で照射し、スパッタリングすることで、表面のCaは除去され、Si成長膜の内部にはCaは含まれていないことが、オージェ電子分光法の測定により明かとなった。予備実験としてアニールによる表面からCaの除去を試みた。Siとの反応のために、CaF_2膜が局所的に薄くなったり、消失するのが見られたが、成長膜の結晶は基盤と反平行のままで、清浄表面の再配列構造である7x7構造を形成することができた。今後、イオンスパッタ法を併用した実験を行えば、CaF_2膜を保持したまま、清浄表面を作製することができると考えられる。また、Siを蒸着する前の室温での電子線照射には、Si成長膜の平坦度を高め、SiとCaF_2の間の反応を抑える効果があることが見いだされた。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] Y.Tanishiro: "Dynamic Observation of In Adsorption on Si (111) by UHV-HT STM" Surface Sci.357/358. 407-413 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Minoda: "In Situ TEM Observation of Surfactant-Mediated Epitaxy" Surface Sci.357/358. 418-421 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Minoda: "REM and TEM Studies of Thin Film Growth Dynamics on Si Surfaces" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.404. 131-141 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.V.Latyshev: "UHVREM Investigation of Interaction Between Step & Dislocation on Si (111)" Surface Sci.357/358. 550-554 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suzuki: "REM Study of High Index Si (5 5 12) Flat Surfaces" Surface Sci.348. 335-343 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tamura: "Studies of Surface Stress by REM and TEM" Surface Sci.357/358. 576-580 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tanishiro, K.Kaneko, H.Minoda, K.Yagi, T.Sueyoshi, T.Sato and M.Iwatsuki: "Dynamic Observation of In Adsorption on Si (111) by UHV High-yemperature Scanning Tunneling Microscopy." Surface Science. 357/358. 407-413 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Minoda, Y.Tanishiro, N.Yamamoto and K.Yagi: "In situ TEM Observation of Surfactant-mediated Epitaxy : Growth of Ge on an Si (111) Surface Mediated by in." Surface Science. 357/358. 418-421 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Minoda, Y.Tanishiro and K.Yagi: "REM and TEM Studies of Thin Film Growth Dynamics on Si Surfaces." Mat.Res.Soc.Symp.Proc.404. 131-141 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.V.Latyshev, H.Minoda, Y.Tanishiro and K.Yagi: "UHV REM Investigation of the Interaction Between Step and Dislocation on Silicon (111) Surface." Surface Science. 357/358. 550-554 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Tamura, K.Nishii, H.Minoda, Y.Tanishiro and K.Yagi: "Studies of Surface Stress by Reflection Electron Microscopy and Transmisiion Electron Microscopy." Surface Science. 357/358. 576-580 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suzuki, H.Minoda, Y.Tanishiro and K.Yagi: "REM Study of High Index Si (5 5 12) Flat Surfaces" Surface Science. 348. 335-343 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tanishiro: "Dynamic Observation of Adsorption on Si(111)Surface by UHV High-temperature STM" in Proc. ICSS-9, Surface Sci.,. (in press).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Minoda: "REM and TEM Studies of Thin Film Growth Dynamics on Si Surfaces" in MRS Proceedings. (in press).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Senoh: "Indirect Heating Specimen Holder for REM Studies of Current Effects on S-Surfaces" Proc,of the 13th International Cong.on Electron Microscopy. 2B. 1029-1030 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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