| 研究概要 |
本研究は、個体表面の光触媒機能を利用して、金属および金属酸化膜の超薄膜構造を形成することを目的とした。励起光としては,紫外から真空紫外からまでの光を用いた。
半導体、絶縁体、金属表面上の有機金属光触媒反応実験のための複合表面解析装置を用いて、主に、広バンドギャップ半導体SiCの原料となるテトラメチルシラン(TMS)およびそれの水素置換化合物の真空紫外光による光分解反応過程と、GaAs半導体基板上の金属薄膜、絶縁薄膜の堆積過程を調べた。
その結果、TMS光分解反応過程については、TMSのメチル基の光分解・重合によってアモルファスSiCができる実験結果を再確認するとともに、赤外吸収その場解析装置を用いてTMSのC-H結合の分解過程を明らかにした。TMSの中のC-H結合は真空紫外光によって直接分解する過程と、光照射によって生成された活性種がTMSと反応することによっておこる二次的過程があることが解った。
GaAs半導体基板上の金属薄膜の堆積過程については、GaAs基板上に金、銀、アルミニウム、インジウムを堆積したときに起こる金属・半導体界面反応過程を放射光光電子分光法を用いて調べた。その結果、金属の種類によって界面反応は大きく異なることを確かめた。また、絶縁薄膜形成においては、初期GaAs表面を酸処理するか硫黄処理するかによって膜質が大きく異なることが分かった。酸処理すると初期表面には薄い酸化膜が存在し、その酸化膜表面に絶縁薄膜を堆積するとアモルファスになるが、硫黄処理すると結晶性の良い薄膜ができることが分かった。この実験結果は絶縁極薄膜構造を形成する上で重要な知見である。
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