| 研究課題/領域番号 |
11305006
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
表面界面物性
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
尾浦 憲治郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029288)
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| 研究分担者 |
本多 信一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90324821)
片山 光浩 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70185817)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | 気相雰囲気下半導体表面プロセス / CAICISS / TOF-ERDA / 表面水素 / サーファクタント / プラズマ / 励起原子照射 / 表面窒化プロセス |
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| 研究概要 |
気相雰囲気における半導体表面プロセスにおいては、気相の原子と半導体表面との相互作用素過程が鍵を握っているにもかかわらず、その原子スケールメカニズムについてはほとんど未解明のままである。特に、気相雰囲気下での表面の組成や表面水素の挙動の分析については、従来の手法では困難であり、これらをその場計測する新しい手法の開発が待ち望まれている。そこで、本研究では、表面の組成と構造および表面水素の定量が可能な、イオンビームをプローブとする低速イオン散乱・反跳分光法に着目し、これを改良することにより、気相雰囲気における半導体表面プロセスのイオンビームその場計測法を開拓することを目的とした。そのため、(1)従来の低速イオン散乱・反跳分光装置のイオンビーム輸送経路および検出器の部分に差動排気機構を付加し、10^<-6>〜10^<-2>Torrの気相雰囲気下でその場計測が可能となる装置の開発を行った。(2)同装置を駆使して、(1)エピタキシーにおける励起水素の介在プロセス、(2)化学気相成長(CVD)やガスソース分子線エピタキシー(GSMBE)などの気相成長プロセス、(3)プラズマ窒化プロセスなどの、気相雰囲気における種々の半導体表面プロセスのその場計測を行い、気相雰囲気下での半導体表面動的過程に関する理解を発展させることを目的とした。
特筆すべき結果は、励起水素雰囲気におけるSi(100)表面上のGe成長膜の平坦化プロセス(水素サーファクタント効果)についてリアルタイムその場計測を行ない、成長表面で吸着と脱離の熱平衡状態にある表面水素量とGe成長膜の平坦性の関係の解析により、(a)サブモノレーヤーの表面水素がサーファクタントとして最も効果を発揮すること、(b)水素が過剰に存在してラフニングが起こる場合でも、成長表面ではモノハイドライド相が維持されていることを見出し、この現象のメカニズムを解明したことと言える。
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