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表面局所における水素生態計測とその極微プロセス技術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 10355002
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 表面界面物性
研究機関大阪大学

研究代表者

尾浦 憲治郎  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029288)

研究分担者 本多 信一  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90324821)
片山 光浩  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70185817)
綿森 道夫  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80222412)
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
35,500千円 (直接経費: 35,500千円)
2000年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1999年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
1998年度: 26,800千円 (直接経費: 26,800千円)
キーワード表面水素 / 表面局所プロセス / 金属 / 半導体界面 / イオン反跳分光 / 自己組織化 / 水素終端 / STM / パターニング / 水素生態 / 選択エビタキレー / 水素経場
研究概要

これまで、表面水素の評価法として、一般に、表面水素の平均的な構造・物性を分析する手法が使用されているが、水素を媒介とする極微プロセス技術を飛躍的に向上させるためには、表面局所の水素の生態を評価する手法の確立が必要となる。そこで、本研究では、表面局所の水素の生態を原子レベルのミクロな尺度で解明することを目的とした。そのため、(イ)表面水素の定量分析が可能な、低エネルギーイオン反跳分光装置を導入し、これと走査トンネル顕微鏡(STM)との同時測定が可能となる装置の開発を行う。(ロ)これを駆使して、表面局所の水素に関する理解を発展させ、ひいては水素を媒介とする極微プロセス技術の創出に資することを目的とした。特筆すべき結果として、以下のような新しい事実が得られた。
(1)低エネルギーイオン反跳分光法により得られる水素の絶対量などの表面水素のマクロな生態とSTMによって得られるミクロな生態との相関を把握しつつ、水素吸着による表面不活性化、構造安定化、自己組織化など、水素変性による表面局所領域の種々のプロセスを詳細に解析し、そのメカニズムを解明した。特に、水素原子付与による自己組織化として、In/Si(100)、Al/Si(100)、Ag/SiC(0001)表面などの金属/半導体初期界面をとりあげ、これらの表面に水素原子を付与して観察した結果、金属ナノクラスターの形成と初期界面構造に特有の特異な水素終端構造を見出した。
(2)上の成果に基づいて、STMを用いて水素を表面局所領域から除去する技術を用いて、水素を媒介とする表面局所の制御プロセスを構築を狙った。基板表面としてSi(100)4x1-H構造をとりあげ、この表面からの水素原子の局所的除去によるパターニングを試みた結果、c(8x2)周期の特異なSiナノ構造を局所的に創製することにに成功した。

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

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] K.Oura 他7名: "Structural Model for the Si (100) 4x3-In Surface Phase"Phys.Rev.. B57. 12492-12496 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Katayama 他4名: "Electron Stimulated Desorption of Hydrogen from, H/Si (001)-1x1 Surface Studied by Time-of-Flight Elastic Recall Detection Analysis"Surf.Sci.. 420. 81-86 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Katayama 他9名: "Adsorption of Atomic Hydrogen on the Si (001) 4x3-In Surface Studied by Coaxial Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy and Scanning Tunneling Microscopy"J.Vac.Sci.Technol.. B17. 983-988 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Oura 他8名: "Analysis of Surface Structures through Determination of their Composition Using STM : Si (100) 4x3-In and Si (111) 4x1-In"Phys.Rev.. B60. 14372-14381 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Katayama 他7名: "Atomic-Hydrogen-Induced Self-Organization of Si (111) √<3>x√<3> Surface Phase studied by CAICISS and STM"Surf.Sci.. 447. 117-125 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Oura 他3名: "Composition and Surface Structure of Quantum Chains of a In/Si (111) Surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L306-L308 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.V.Zotov, A.A.Saranin, V.G.Lifshits, J.-T.Ryu, O.Kubo, H.Tani, M.Katayama and K.Oura: "Structural Model for the Si (100) 4x3-In Surface Phase"Phys.Rev.. B57. 12492-12496 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Fuse, T.Fujino, J.-T.Ryu, M.Katayama and K.Oura: "Electron Stimulated Desorption of Hydrogen from H/Si (001)-1x1 Surface Studied by Time-Of-Flight Elastic Recoil Detection Analysis"Surf.Sci.. 420. 81-86 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-T.Ryu, T.Fuse, O.Kubo, H.Tani, T.Fujino, T.Harada, A.A.Saranin, A.V.Zotov, M.Katayama and K.Oura: "Adsorption of Atomic Hydrogen on the Si (001) 4x3-In Surface Studied by Coaxial Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy and Scanning Tunneling Microscopy"J.Vac.Sci.Technol.. B17. 983-988 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.A.Saranin, A.V.Zotov, V.G.Lifshits, J.-T.Ryu, O.Kubo, H.Tani, T.Harada, M.Katayama and K.Oura: "Analysis of Surface Structures through Determination of their Composition Using STM : Si (100) 4x3-In and Si (111) 4x1-In"Phys.Rev.. B60. 14372-14381 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-T.Ryu, T.Fuse, O.Kubo, T.Fujino, H.Tani, T.Harada, M.Katayama and K.Oura: "Atomic-Hydrogen-Induced Self-Organization of Si (111) √<3>x√<3>-In Surface Phase Studied by CAICISS and STM"Surf.Sci. 447. 117-125 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.A.Saranin, V.G.Lifshits, M.Katayama and K.Oura: "Composition and Surface Structure of Quantum Chains on a In/Si (111) Surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 39, No.4A. L306-L308 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Oura 他3名: "Composition and Surface Structure of Quantum Chains on a In/Si(111) Surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L306-L308 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oura 他7名: "Composition and Atomic Structure of the Si(111) √<31>X√<31>-In Surface"Surf.Sci.. 450. 34-43 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Katayama 他6名: "Adsorption of Atomic Hydrogen on Ag-Covered 6H-SiC(0001) Surface"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 4340-4342 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 片山光浩 他5名: "Ag/SiC(0001))表面上への原子状水素吸着過程のSTM観察"表面科学. 21. 398-404 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Katayama 他8名: "Ge Thin Film Growth on Si(111) Using Hydrogen Surfactant"Thin Solid Films. 369. 25-28 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oura 他5名: "Quantitative STM Investigation of the Phase Formation in Submonolayer In/Si(111) System"Appl.Surf.Sci.. 159-160. 237-242 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K. Oura 他 4名: "Family of the Metal-Induced Si(III)3x1 Reconstructions with a Top Si Atom Density of 4/3 Monolayer"Surface Science. 426. 298-307 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Katayama 他5名: "Direct observation of strained layer formation at the initial stage of In thin film growth on Si(100)"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 3849-3852 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Oura 他 8名: "Ag-induced structural transformations on Si(111) : quantitative investigation of Si mass transport"Surface Science. 429. 127-132 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Katayama 他5名: "The growth of Indium thin films on clean and H-terminated Si(100) surfaces"Surface Science. 433-435. 575-580 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Oura 他 4名: "Hydrogen interaction with clean and modified silicon surfaces"Surface Science Reports. 35. 1-74 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Oura 他 8他: "Analysis of surface structures through determination of their composition using-STM : Si(100) 4x3-In and Si(111)4x1-In"Physical Review. B60. 14372-14381 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oura 他7名: "Structural model for the Si(100)4×3-In surface phase" Phys.Rev.B57. 12492-12496 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Katayama 他4名: "CAICISS studies of atomic-hydrogen-induced structural changes of the sb terminated si surfaces" Nucl.Instron.& Methods Phys.Res.B136-138. 1102-1107 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oura 他6名: "Atomic hydrogen interaction with the Si(100)4×3-In surface studied by scanning tunneling microscopy" Jpn.J.Appl.Phys.37. 3774-3777 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Katayama 他6名: "Atomic-hydrogen-induced self-organization processes of the In/Si(III)surface phases studied by scanning tunneling micro scopy" Appl.Surf.Sci.130-132. 765-770 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Oura 他8名: "Reexamination of the Si(III)3×1-Na reconstruction on the basis of Si atom density and unit clustor determination" Phy.Rev.B85. 3545-3548 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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