積層界面の評価と界面反応過程の解明

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02232101
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 菊田 惺志 東京大学, 工学部, 教授 (00010934)
• 研究分担者: 中谷 信一郎 東京大学, 物性研究所, 助手 (40198122) ; 泉 弘一 東京大学, 工学部, 助手 (10184574) ; 石川 哲也 東京大学, 工学部, 助教授 (80159699) ; 高橋 敏男 東京大学, 物性研究所, 助教授 (20107395) ; 河津 璋 東京大学, 工学部, 助教授 (20010796)
• キーワード: 金属半導体界面 / 界面構造解析 / X線定在波法 / X線表面回折法 / 平面波X線トポグラフィ / 走査型トンネル顕微鏡 / 高分解能電子顕微鏡 / イオン散乱分光法

研究概要

本研究は計画研究の第3班として組織されている。班全体の方向として3年間の研究期間の前半は主として界面評価法のハ-ドウェア-とソフトウェア-両面の開発を行ない。後半にそれを駆使して埋れた界面の評価を行なうこととしており、計画に従い順調に進捗している。
(1)放射光軟X線を利用してX線定在波法の実験を行なうための界面構造評価装置を完成させた。超高真空中で半導体結晶表面に金属を基着させつつ、回折条件下で蛍光X線あるいはオ-ジェ電子の収量変化から解析される。はじめにAl(III)/Si(III)界面について調べている。(2)界面形成の初期過程をX線表面回折法で解析した。Ag/Si(III)√<3>×√<3>超構造のAg原子の配置を3次元的に決定し、GaとSbについても解析を進めている。(3)界面に誘起される歪み場を超高分解能で評価するための平面波X線トポグラフィ装置を整備する一方、トポグラフ像のシミュレ-ションプログラムを作成した。(4)Bi/SiのSTM観察を行ない、Biの吸着サイトを決定した。またS/GaAs表面のSTM/STS観察では2×1パタ-ンがみられるGaーS結合と思われる表面状能でバンドギャップ内に準位が存在しないという結果を得た。(5)高分解能電子顕微鏡による界面の断面観察用試料の作成技術の開発を行なうとともに、Si結晶中のデルタド-ピングについて調べている。(6)Si(III)表面上のAgのエピタキシャル成長過程を同軸型直衝突イオン散乱分光法により調べた。成長モ-ドは温度,物質供給速度と時間に依存して物質の供給に律速された成長,拡散に律速された再結晶と運動学的に律速された核発生の間を移行することがわかった。(7)高速イオン散乱法のシミュレ-ションを行ない,界面近傍の原子変位の定量解析を可能にした。(8)低抗率が低く,熱的安定性のよい導電性酸化物SrVO_3をSi基板上にエピ成長させ,後方散乱チャネリング法で結晶性を評価した。

研究成果

• [文献書誌] K.Izumi: "Determination of the Ga Positions in the Atomic Layer Doped Crystal by the XーRay Standing Wave Method" Japanese Journal of Applied Physics.
• [文献書誌] T.Takahashi: "A Study of the Si(III)√<3>×√<3>ーAg Surface by Transmission XーRay Diffraction and XーRay Diffraction Topography" Surface Science.
• [文献書誌] T.Takahashi: "Adsorption site determination of Si(III)√<3>×√<3>ーGa by transmission Xーray diffraction" Japanese Journal of Applied Physics.
• [文献書誌] S.Nakatani: "A Study of the Si(III)√<3>×√<3>ーSb by Xーray diffraction" Japanese Journal of Applied Physics.
• [文献書誌] T.Ishikawa: "Synehrotron XーRay Topographic Studies on Minute Strain Fields in AsーGrown Silicon Single Crystals" Journal of Crystal Growth. 103. 131-140 (1990)
• [文献書誌] T.Kitano: "Lattice Spacing Measurement around Dislocation in an Undoped GaAs Crystal Growth by LiquidーEncapsulated Czochralski Method" Philosophical Magagine A. 63. 95-109 (1991)
• [文献書誌] 吉村 雅満: "硫化アンモニウム処理を施したGaAs(100)表面のSTM観察" 表面科学. 11. 35-39 (1990)
• [文献書誌] R.Shiota: "STM Observation of Bi/Si(III) Surface" Japanese Journal of Applied Physics.
• [文献書誌] H.Shigekawa: "Thermal Relaxation of Strained Silx Gex/Si" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L38-400 (1990)
• [文献書誌] 大井川 治宏: "硫黄処理によるGaAs表面の安定化" 表面科学. 11. 469-476 (1990)
• [文献書誌] S.Horiuchi: "Phase Transition in Biーbased Superconductive Oxides Examined by HRTEM" Physica C. 168. 205-214 (1990)
• [文献書誌] M.Katayama: "Realーtime monitoring of molecularーbeam epitaxy processes with coaxial impactーcollision ion scattering spectroscopy" Nuclear Instruments and Methods. B45. 408 (1990)
• [文献書誌] B.V.King: "Analysis of CaF_2ーSi(III) using coaxial impactーcollision ion scattering spectroscopy" Vacuum. 41. 938 (1990)
• [文献書誌] T.Ito: "Structural Change of Crystalline Porous Silicon with Chemisorption" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L201-204 (1990)
• [文献書誌] T.Ito: "Homoepitaxial Growth of Silicon on Anodiged Porous Silicon" Applied Surface Science. 44. 97-102 (1990)
• [文献書誌] A.Yamama: "Silicidation of Patterned Narrow Ared of Porous Silicon" Vacuum. 41. 1254-1257 (1990)
• [文献書誌] H.Mori: "Epitaxial growth of SrTiO_3 films on Si(100) substrates" Japanese Journal of Applied Physics.
• [文献書誌] H.Ishiwara: "Formation of conductive SrVO_3 films on Si substrates" Japanese Journal of Applied Physics.