| 研究概要 |
本年度は、シリコン表面の単原子層硫化,単原子層酸化を行った。昨年度の研究ではシリコン表面の窒化を行ったが、幅広い表面物性をシリコン表面に付加するという観点から硫化,酸化を行った。さらに、これらの処理後表面を土台としてアルコールなどを付加して分子修飾する可能性を探索した。具体的な手法は、水素終端されたシリコン表面を出発点として、硫化水素,水を1mTorr,400°C程度で処理することにより単原子層硫化,酸化処理を行った。XPS測定を用いて処理過程,表面構成化学種の同定を行った。その結果、硫化,酸化処理とも単原子層処理を実現する条件を見い出し、単分子層形成過程を明らかにした。さらにこれらの処理後基板上にCVD成膜を行った結果、単原子層処理がCVD成膜の成膜速度に影響を与えることが明らかになった。
さらに本研究では表面物性がCVDによる薄膜形成に及ぼす影響を検討するため、ナノメータ程度の平坦性をもつSi,MgO,Sapphire基板上にSiCを成膜して、その初期成長様式をAFM,XPS,SEMを用いて明らかにした。その結果いずれの基板上でも、表面荒さはいったん50Å程度まで上昇した後に十数Åまで減少するが、表面荒さが最大値をもつのは膜厚が数百Åに達したときであることがわかった。これまでに提案されている薄膜成長様式ではこの様な表面荒さの薄膜依存性は説明することができず、別の薄膜成長様式が存在することが示唆される。また、基板間の違いを見るとMgO基板上に成膜したものが膜厚が薄いうちから最も表面荒さが大きくなるのに対して、SiとSapphireではほぼ同程度であった。さらに、これらの結果を通じて、基板の物性が薄膜形成過程に及ぼす影響について検討を行った。
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