| 研究概要 |
本研究は次世代の超微細構造デバイスの作製に必要とされる原子層スケール結晶成長をIV族半導体に適用する研究の一環として企画した。その中で、電子線励起反応を利用したSi_2H_6/Si(001)系の原子層スケール結晶成長を取り上げた。研究代表者はこの系が原子層スケール結晶成長を可能とする系として先に初めて指摘している。
始めに、結晶成長技術の探索の基礎となる熱励起反応機構を調べた。その結果、広い温度範囲および圧力範囲で、吸着反応、吸着種の熱分解反応、表面泳動反応およびエピタキシャル成長反応との関係を明らかにし、表面反応機構を理解する上で、また、結晶成長技術の展開に基盤となる重要な知見を得た。
この結果、サブ原子層を成長単位としたSiの原子スケールディジタルエピタキシ-技術を見い出し、実際に多層膜の作製に成功した。この方法をサブ原子層エピタキシ-法と名付け、IUMRS(Tokyo,1993)の国際学会等で発表した。
これらの研究を通して、水素の離脱機構、表面泳動機構、およびエピタキシャル成長機構との関係が明確となり、他の系の原子スケールディジタルエピタキシ-技術を展開する上で重要な指針を得た。
この結果を基に、原子スケールディジタルエピタキシ-のキ-プロセスである電子線励起による水素の脱離を試みた。この研究のため、新たに電子線と反応ガスとの同時照射を可能とするシステムの構築に取り組み、その実現に成功した。このシステムを用いて、電子線照射によってSiが成長することを確認し、電子線照射が水素の離脱および結晶成長に効果のあることを示した。この研究によって、電子線照射表面励起法が、今後のエピタキシャル成長技術への新しい展開を促す端緒を得たといえる。
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