| 研究課題/領域番号 |
19K05269
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
豊田 智史 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (20529656)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | シリコン半導体 / 金薄膜 / 表面・界面反応 / 光電子分光 / 深さ方向解析 / 最大エントロピー法 / 正則化法 / オペランド計測 / Au薄膜/Si基板界面 / 反応動態計測技術 / 雰囲気制御X線光電子分光 / 深さ方向分布時系列解析 / データサイエンス応用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、長年議論されてきた「Au薄膜/Si基板における界面急峻性とSiO2表面析出の関係性」を明らかにするため、雰囲気制御X線光電子分光の計測・解析技術を開発し、様々なガス雰囲気と温度条件下におけるSi原子価の変化やAu金属性由来のフェルミ端シフト、それらの制御パラメータおよび界面処理プロセスとの相関を詳細に調べる。この系に特有の低温酸化反応のメカニズムを理解し、薄膜物性の応用につなげていく。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、雰囲気制御X線光電子分光を用いたAu薄膜/Si基板における界面反応の動態計測をモデル系として行うことにより、気相-固相-液相の相界面反応メカニズムを解析するための基盤技術を開発した。Au薄膜固体からAu-Si共晶化に伴う溶融状態への相転移における前駆状態での緩やかなフェルミ端シフトの重要性を明らかにするとともに、将来的な時空間計測ビッグデータ解析に必要となるソフトウェア技術を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発を行なった気相-固相-液相の相界面反応メカニズムを解析するための基盤技術は、反応ダイナミクスを伴う未解明な相転移機構の理解や材料機能制御のために応用でき、理学および工学の分野での新たな知見を与える手法になることが期待できる。さらに、時空間計測ビッグデータ解析ソフトウェア技術はラボの分析装置等と組み合わせることで、近年戦略物質として注目を集める半導体デバイスの高度化のための材料プロセス開発等に資すると考えられる。
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