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半導体上金属超薄膜の電子構造と力学的耐久性の内部応力による変化

研究課題

研究課題/領域番号 62460057
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関東京大学

研究代表者

金原 粲 (金原 粢)  東京大学, 工学部, 教授 (90010719)

研究分担者 馬場 茂  東京大学, 工学部, 講師 (80114619)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
1989年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1988年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1987年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード薄膜 / スパタリング / 内部応力 / 付着力 / RHEED / スパッタリング / 島状膜 / 銀 / 摩擦係数 / 鉛 / 表面超構造 / 反射高速電子線回折(RHEED)
研究概要

Si(111)結晶表面、および蒸着炭素やガラス非晶質表面に1〜10nm厚のインジウム(In)、鉛(Pb)、銀(Ag)の薄膜を分子線蒸着法やスパッタリング法で形成した。
反射高速電子線回析(RHEED)と電子エネルギ-損失分光(ELS)により膜の2次元結晶構造と電子状態を調べた。Si(111)表面上のInとPbにおいて、膜厚と温度に関する相図を完成することができた。
その後エピ成長する膜においては、表面原子の価電子あるいは殻準位からの遷移を観測できたが、多結晶的になると信号は著しく減少した。透過電子顕微鏡(TEM)において、島状構造の形状と分布を観察し、成膜過程後期で生じる支配的な相互作用として、特にスパッタリングにおいて、イオン衝撃による表面の温度上昇の効果、絶緑性基板上の金属島粒子の帯電効果が明かになった。
実用条件下での膜の耐久性については、主として付着強度と内部応力の観点から測定を進め、近年利用が盛んになった厚さ100nm以下の膜の成膜条件依存やそれらの多層膜構造の組み合せの適性について評価を行なった。内部応力は膜の配向性および膜自体の耐久性と関係があり、スパッタリング成膜過程では圧力への依存が大であった。付着強度の測定値の平均としては内部応力としては内部応力に関係することはなかったが、基板表面の汚れや粗さがひどい場合には外力による応力が集中する原因となり、特にセラミックなどの脆性破壊をする薄膜の強度のばらつきを増大させることがわかった。さらにこれらが、ゼロ〜正のバイアスをかけた場合は真空蒸着膜の構造に近く、負のバイアスを印刷すると島は小粒で均質になり、基板にかけるバイアスにより制御できることを示した。

報告書

(4件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 1987 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] H.Yaguchi: "RHEED STUDY OF SUPERSTRUCTURES OF SUBMONOLAYER Pb FILMS ON Si(111)SURFACE" Applied Surface Science. 33/34. 75-80 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kinbara: "ADHESION MEASURENENT OF METAL FILMS ON Si(111)SURFACE BY A MICROTRIBOMETER" Journal of Adhesion Science & Technology. 2. 1-10 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 矢口裕之: "Pb/Si(111)表面超構造のRHEEDによる研究" 表面科学. 9. 368-373 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Baba: "ISLAND STRUCTURE AND FRICTIONAL PROPERTIES OF SPUTTERED Pb THIN FILMS" Proceedings of Sino-Japanese Symposium on Dry-Processing for Functional Surface Modification. 74-79 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Baba: "ISLAND STRUCTURE OF SPUTTER-DEPOSITED Ag THIN FILMS" VACUUMに掲載予定.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yaguchi: "RHEED Study of Superstructures of Submonolyer Pb Films on Si(111) Surface" Applied Surface Science 33/34 (1988) 75-80.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kinbara: "Adhesion Measurement of Metal Films on Si(111) Surface by a Microtribometer" Journal of Adhesion Science & Technology 2 (1988) 1-10.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Yaguchi: "Study on the Superstructures of Pb on Si(111) by Using RHEED" Jpn. Journal of Surface Science 9 (1988) 368-373.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Baba: "Island Structure and Frictional Properties of Sputtered Pb Thin Films" Proceedings of Sino-Japanese Symposium on Dry-Processing for Functional Surface Modification (1989) 74-79.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Baba: "Island Structure of Sputter-Deposited Ag Thin Films" Vacuum (1990).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.BABA: "Island structure and frictional properties of sputtered Pb thin films" Proceedings of Sino-Japanese Symposium on Dry-Processing for Functional Surface Modification. 74-79 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] S.BABA: "Island structure of sputter-deposited Ag thin films" VACUUM(II th International Vacuum Congress,Koln)1989,FRG. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 矢口裕之: 真空. 31. 399-401 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 矢口裕之: 表面科学. 9. 368-373 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.YAGUDHI: Applied Surface Science. 33. 75-80 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] H.HIRAYAMA: Applied Surface Science. 33. 193-198 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 矢口裕之: 日本真空協会誌. 31. (1988)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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