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半導体表面におけるステップダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 10044146
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 表面界面物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

一宮 彪彦  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00023292)

研究分担者 箕田 弘喜  東京工業大学, 理学部, 助手 (20240757)
八木 克道  東京工業大学, 理学部, 名誉教授 (90016072)
岩崎 裕  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00029901)
中原 仁  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20293649)
上羽 牧夫  名古屋大学, 理学研究科, 助教授 (30183213)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード半導体表面 / ステップ / エピタキシャル成長 / ナノ構造 / ステップエネルギー
研究概要

本研究では半導体表面に的を絞り、表面の動的過程、特にエピタキシャル成長や吸着・脱離過程、さらに昇華過程およびステップバンチング過程におけるステップ端での原子・分子の脱離付着機構に関する知見を得た。シリコン、GaAs、GaN表面におけるサーフアクタント効果によるエピタキシャル成長中のステップ挙動の実験結果から、サーフアクタントがステップにおける吸着障壁を変化させ、またステップエネルギーを大きく変化させることが明らかになった(一宮、中原、Cohen)。またシリコン高指数表面の金属吸着によるファセット形成の観察から、吸着による安定表面指数の変化についての知見を得た(中原、八木、箕田)。シリコン表面上に形成した単独の孤立したナノ構造の熱崩壊の過程を走査トンネル顕微鏡(STM)により観測し、その結果、ステップ端における吸着と脱離の過程がナノ構造全体のエネルギーに大きく依存することが明らかになった。また崩壊の過程におけるステップバンチングがステップ間の斥力の大きさによることも理論との協力によって明らかになった(一宮、上羽、Einstein)。さらにナノ構造の崩壊速度に関しても、物質、原子構造などによらない一般的なスケーリング則が成り立ち、さらに2次元ナノ構造の崩壊過程と3次元ナノ構造の崩壊過程の相関が明らかになった(一宮、上羽、Williams、Einstein)。またSTMによるシリコン表面上の酸化膜選択除去プロセス及び界面におけるシリコン原子ステップ解析手法の開発を行った(岩崎、Williams)。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (127件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (127件)

  • [文献書誌] A.Ichimiya,K.Hayashi,E.D.Williams,T.L.Einstein,M.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of Silicon Mound : Scaling Laws and Description with Continuum Step Parameters."Phys.Rev.Lett.. 84. 3662-3665 (2000)

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  • [文献書誌] K.Hayashi and A.Ichimiya: "Formation and Decay Processes of Three-Dimensional Silicon Islands on the Si(111)7×7 Surface. "Appl.Surf.Sci.. 162/163. 37-41 (2000)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya and K.Hayashi,: "Thermal Decay of Isolated Single Silicon Mounds on Si(111) Surfaces"Surface Rev.Lett.. 7. 571-576 (2000)

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  • [文献書誌] 一宮彪彦,林和彦: "シリコン表面に形成されたナノ構造の安定性と崩壊"応用物理. 69. 1330-1334 (2000)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya,M.Suzuki and S.Nishida,: "Thermal Relaxation of Isolated Silicon Pyramids on the Si(100)2×1 Surface."Surf.Sci.. (印刷中). (2001)

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  • [文献書誌] H.Suzuki,H.Nakahara,S.Miyata and A.Ichimiya,: "Surface Morphology of Ga-Adsorbed Si(113) Surface."Surface Science,. (印刷中). (2001)

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  • [文献書誌] M.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of an Island on a Facet via Surface Diffusion"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 497-503 (2000)

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  • [文献書誌] M.Sato,M.Uwaha and Y.Saito: "Instabilities of Steps Induced by the Drift of Adatoms and Effect of the Step Permeability"Phys.Rev.. B62. 8452-8472 (2000)

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  • [文献書誌] M.Sato,M.Uwaha and Y.Saito: "Instabilities of Permeable Steps Induced by the Drift of Adatoms"Surf.Rev.Lett.. 7-5/6. 607-611 (2000)

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  • [文献書誌] R.Held,B.Ishaug,A.M.Dabiran,A.Parkhomovsky,and P.I.Cohen,: "Rate equation model of GaN epitaxy on GaN B by Molecular Beam Epitaxy,"J.Appl.Phys.,. V87. 1219-1223 (2000)

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  • [文献書誌] R.Held,G.Nowak,A.M.Dabiran,B.Ishaug,A.Parkhomovsky,and P.I.Cohen,I.Grzegory,and S.Porowski,: "Structure and composition of GaN(0001) A and B surfaces,"J.Appl.Phys.,. V85. 7697-7701 (1999)

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  • [文献書誌] A.Parkhomovsky,B.Ishaug,A.M.Dabiran,and P.I.Cohen,: "Growth of Hf and HfN on GaN by molecular beam epitaxy,"J.Vac.Sci.Technol.,. V.A17. 2162-2166 (1999)

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  • [文献書誌] N.Li,T.Yoshinobu and H.Iwasaki: "Scanning tunneling microscopy nanofabrication of electronic industry compatible thermal Si oxide"Ultramicroscopy,. 82,1-4. 97-101 (2000)

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  • [文献書誌] K.Sudoh and H.Iwasaki: "Nanopit Formation and Manipulation of Steps on Si(001) at High Temperatures with a Scanning Tunneling Microscope"Jpn.J.Appl.Phys.,. 39. 4621-4623 (2000)

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  • [文献書誌] M.Gotoh,K.Sudoh and H.Iwasaki: "Roughening of the Si/SiO2 interface during SC1-chemical treatment studied by scanning tunneling microscopy"J.Vac.Sci.Technol.. B18(4)Jul/Aug. 2165-2163 (2000)

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  • [文献書誌] H.Minoda,T.Shimakura,K.Yagi,F-J.Meyer zu Herringdorf and M.Horn von Hoegen: "Formation of hill and valley structures on Si(111) vicinal surfaces studied by spot-profile-analyzing LEED,"Phys.Rev.. B61. 5672-5678 (2000)

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  • [文献書誌] M.Degawa,K.Thuermer,Morishima,H.Minoda,K.Yagi and E.D.Williams :: "Initial stage of in-phase step wandering on Si(111) vicnal surfaces"Surface Sci.. (印刷中). (2001)

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  • [文献書誌] D.Degawa,H.Minoda,Y.Tanishiro and K.Yagi: "In-phase step wandering on Si(111) vicinal surfaces : Effect of direct current heating tilted from the step-dwon direction."Phys.Rev.. (印刷中). (2001)

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  • [文献書誌] K.Sudoh,H.Iwasaki,and E.D.Williams,: "Facet Growth due to attractive step-step interactions on vicinal Si(113),"Surface Science. 452. L273-L278 (2000)

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  • [文献書誌] S.Aggarwal,A.P.Monga,S.R.Perusse,R.Ramesh,V.Ballarotto,E.D.Williams,B.R.Chalamala,Y.Wei,and R.H.Reuss,: "Spontaneous Ordering of Oxide Nanostructures,"Science. 287. 2235-2237 (2000)

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  • [文献書誌] J.-Y.Park,R.J.Phaneuf,and E.D.Williams,: "Variation of Threshold Field in Field-Induced Fabrication of Au Nanodots on Ultrathin in-situ Grown Silicon Oxide,"Surface Science. 470. L69-L74 (2000)

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  • [文献書誌] M.Giesen and T.L.Einstein,: "Analysis of Terrace Width Distributions on Vicinal CopperSurfaces Using the Wigner Surmise : Comparison with Gaussian Approximation"Surface Sci.. 449. 191-206 (2000)

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  • [文献書誌] H.L.Richards,Saul D.Cohen,T.L.Einstein,and M.Giesen,: "Extraction of Step-Repulsions Strengths from Terrace Width Distributions : Statistical and Analytic Considerations,"Surface Sci.. 453. 59-74 (2000)

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  • [文献書誌] O.Pierre-Louis and T.L.Einstein,: "Electromigration of Single-Layer Clusters,"Phys.Rev.. B.62. 13697-13706 (2000)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya, K.Hayashi, E.D.Williams, T.L.Einstein, M.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of Silicon Mound : Scaling Laws and Description with Continuum Step Parameters"Phys.Rev.Lett. 84. 3662-3665 (2000)

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  • [文献書誌] K.Hayashi and A.Ichimiya: "Formation and Decay Processes of Three-Dimensional Silicon Islands on the Si (111) 7×7 Surface"Appl.Surf.Sci.. 162/163. 37-41 (2000)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya and K.Hayashi: "Thermal Decay of Isolated Single Silicon Mounds on Si (111) Surfaces"Surface Rev.Lett. 7. 571-576 (2000)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya, M.Suzuki and S.Nishida: "Thermal Relaxation of Isolated Silicon Pyramids on the Si (100) 2×1 Surface."Surf.Sci. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] H.Suzuki, H.Nakahara, S.Miyata and A.Ichimiya: "Surface Morphology of Ga-Adsorbed Si (113) Surface."Surface Science. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Nishikawa, M.Uchiyama, A.Ichimiya: "Analysis of GaAs (001) 2×4 Structure by RHEED Rocking Curves."Surf.Sci. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya, K.Hayashi, E.D.Williams, T.L.Einstein, K.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of Silicon Mound : Scaling Laws and Description with Continuum Step Parameters."Appl/Surf.Sci. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] M.Sato, M.Uwaha and Y.Saito: "Control of Chaotic Wandering of an Isolated Step by the Drift of Adatoms"Phys.Rev.Lett.. 80-19. 4233-4236 (1998)

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  • [文献書誌] M.Uwaha and M.Sato: "Wandering and Bunching Instabilities of Steps Described by Nonlinear Evolution Equations"Surf.Rev.Lett.. 5-3. 841-849 (1998)

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  • [文献書誌] M.Sato and M.Uwaha: "Hierarchical Bunching of Steps in a Conserved System"J.Phys.Soc.Jpn.. 67-11. 3675-3678 (1998)

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  • [文献書誌] M.Sato and M.Uwaha: "Change of Wandering Pattern with Anisotropy in Step Kinetics"J.Cryst.Growth. 198/199-1. 38-42 (1999)

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  • [文献書誌] G M.Sato and M.Uwaha: "rowth of Step Bunches Formed by the Drift of Adatoms"Surf.Sci.. 442-2. 318-328 (1999)

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  • [文献書誌] M.Sato and M.Uwaha: "Pattern Formation in the Instability of a Vicinal Sirface by the Dirft of Adatoms"Phys.Rev.E. 60-6. 7120-7125 (1999)

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  • [文献書誌] M.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of an Island on a Facet via Surface Diffusion"J.Phys.Soc.Jpn.. 69-2. 497-503 (2000)

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  • [文献書誌] M.Sato, M.Uwaha and Y.Saito: "Instabilities of Steps Induced by the Drift of Adatoms and Effect of the Step Permeability"Phys.Rev.B. 62-12. 8452-8472 (2000)

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  • [文献書誌] M.Sato, M.Uwaha and Y.Saito: "Instabilities of Permeable Steps Induced by the Drift of Adatoms"Surf.Rev.Lett. 7-5/6. 607-611 (2000)

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  • [文献書誌] K.Sudoh, T.Yoshinobu, H.Iwasaki and E.D.Williams: "Step Fluctuations on Vicinal Si (113)"Phys.Rev.Lett.. 80. 5152-5155 (1998)

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  • [文献書誌] K.Sudoh, T.Yoshinobu and H.Iwasaki: "Scanning Tunneling Microscopy Study of Faceting on Vicinal Si (113)"Jpn.J.Appl.Phys.. 37. 5870-5874 (1998)

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  • [文献書誌] K.Sudoh, T.Yoshinobu and H.Iwasaki: "Statistical Analysis of Step Meandering on Si (113) Miscut along a Low Symmetry Azimuth"Surf.Sci.. 419. 128-133 (1999)

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  • [文献書誌] K.Sudoh, H.Iwasaki and E.D.Williams: "Facet growth due to attractive step-step vicinal Si (113)"Surf.Sci.. 452. L287-L292 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Minoda, T.Shimakura, K.Yagi, F-J.Meyer zu Herringdorf and M.Horn von Hoegen: "Formation of hill and valley structures on Si (111) vicinal surfaces studied by spot-profile-analyzing LEED"Phys.Rev.B. 61. 5672-5678 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Tanishiro, T.Suzuki, N.Ishiguro: "H.Minoda and K.Yagi : Energy filtering in UHV reflection electron microscopy"Inst.Proc.Conf.Ser.. No165. 215-216 (2000)

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  • [文献書誌] M.Degawa, K.Thuermer, Morishima, H.Minoda, K.Yagi and E.D.Williams: "Initial stage of in-phase step wandering on Si (111) vicnal surfaces"Surface Sic.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] T.Suzuki, Y.Tanishiro, N.Ishiguro, H.Minoda and K.Yagi: "Energy-filtered electron interferometry in Reflection Electron Microscopy Jpn.J.."Appl.Phys. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] A.Ichimiya,K.Hayashi,E.D.Williams,T.L.Einstein,M.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of Silicon Mound : Scaling Laws and Description with Continuum Step Parameters."Phys.Rev.Lett.. 84. 3662-3665 (2000)

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  • [文献書誌] K.Hayashi and A.Ichimiya: "Formation and Decay Processes of Three-Dimensional Silicon Islands on the Si(111)7×7 Surface."Appl.Surf.Sci.. 162/163. 37-41 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Ichimiya and K.Hayashi,: "Thermal Decay of Isolated Single Silicon Mounds on Si(111) Surfaces"Surface Rev.Lett.. 7. 571-576 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 一宮彪彦,林和彦: "シリコン表面に形成されたナノ構造の安定性と崩壊"応用物理. 69. 1330-1334 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Ichimiya,M.Suzuki and S.Nishida,: "Thermal Relaxation of Isolated Silicon Pyramids on the Si(100)2×1 Surface."Surf.Sci.. (印刷中). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Suzuki,H.Nakahara,S.Miyata and A.Ichimiya,: "Surface Morphology of Ga-Adsorbed Si(113) Surface."Surface Science,. (印刷中). (2001)

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  • [文献書誌] M.Uwaha and K.Watanabe: "Decay of an Island on a Facet via Surface Diffusion"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 497-503 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sato,M.Uwaha and Y.Saito: "Instabilities of Steps Induced by the Drift of Adatoms and Effect of the Step Permeability"Phys.Rev.. B62. 8452-8472 (2000)

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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