| 研究課題/領域番号 |
15560731
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
原子力学
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| 研究機関 | 特殊法人日本原子力研究所 |
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研究代表者 |
山口 憲司 特殊法人日本原子力研究所, 中性子利用研究センター, 副主任研究員 (50210357)
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| 研究分担者 |
山本 博之 特殊法人日本原子力研究所, 中性子利用研究センター, 主任研究員 (30354822)
志村 憲一郎 特殊法人日本原子力研究所, 物質科学研究部, 博士研究員 (90391292)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| キーワード | シリサイド / ベータ鉄シリサイド / 耐放射線性 / 半導体 / X線回折法 / 照射効果 / 光学的特性 / イオンビームスパッタ蒸着法 |
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| 研究概要 |
鉄(Fe)あるいはFe-Si化合物をターゲットとするイオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法において、蒸着前に1〜3keVのNeイオンによるスパッタ洗浄と加熱アニールを適切に組み合わせ、973Kで100nm程度の膜厚を有し、単相でかつ基板とエピタキシャル関係にある高配向性β-FeSi_2薄膜が再現性よく作製できることを明らかにした。さらに、高配向β-FeSi_2膜の成長に適した条件を基板温度と蒸着膜厚の関数として探索する過程で、従前の成膜条件よりもさらに100K低い温度でこれまでと同程度の良質な高配向膜を得ることができた。また、Fe_2Siターゲットを使用することにより、Feターゲット使用時よりもさらに数10%程度厚い高配向膜を得た。
この高配向膜と基板との間に急峻な界面が形成されることを断面構造観察により明らかにし、β-FeSi_2とSiのヘテロ接合が可能で、半導体デバイスへの応用にも有望であることを示した。加えて、元素組成に関する深さ方向分析を行い、薄膜上の酸化被膜の厚さが1nm以下と非常に薄く、耐酸化性の点でも非常に優れた特性を有していることを明らかにした。一方、高エネルギー重イオン照射による電子励起効果を利用して、半導体相であるβ相から高温相でかつ金属相であるα相への転移が起こるか否かを検討したが、136MeV Xeイオンを照射した場合、照射を重ねるにつれ、β-FeSi_2としての結晶構造は認められなり、またα相への転移も認められなかった。しかし、低フルエンスでも常温付近で電気的な接触がとれなくなるほど電気特性の劣化が著しかったSiとは対照的に、鉄シリサイド膜の場合は、室温でSiと同様、みかけの移動度が著しく減少する傾向が認められたものの、電気特性自体は精度良く測定できることを確認した。さらに、発光測定により薄膜や基板に対する照射効果の検討が可能であることが分かった。
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