| 研究概要 |
昨年に引きつづいてSi(100)基板表面上にエピタキシャル絶縁膜を形成させるべく, 成長方法・条件を検討し, 以下の4種の方法を試みた. 1.室温で非晶質のAlーO膜を堆積し, その後昇温する固相成長法. 2.エキシマレーザ光による光CVD法. 3.ガスソース分子線エピタキシャル法. 4.減圧気相成長法. 上の1〜3は同一の超高真空のチャンバー内で行い, 成長方法・条件を変化させた. 4は別の装置で行った. 結果的には3と4の方法でSi基板上にエピタキシャルのAl_2O_3膜を成長させることに成功した. このような方法でエピタキシャルAl_2O_3/Si構造を形成できたのは世の中で初めてであり, 本研究の成果が非常に良く得られたことを意味する. 4の方法は成長温度が1000℃であったが, 3の方法では720℃という低温度でエピタキシャル成長が可能であった. このことは3次元集積回路を考慮した場合, 多層積層構造の形成において大きな利点となる. 成長した絶縁膜を電子線回折法により分析した結果, 結晶構造はγーAl_2O_3であり, Si(100)上にγーAl_2O_3(100)が成長していた. この場合の格子不整率は2.4%であり, サファイアであるαーAl_2O_3の場合よりも小さな値である. またオージェ電子分光の結果, 組成もAl_2O_3の化学量論的組成になっていることが確められた. また基板温度を700℃以下にしたり, TMAとN_2Oの比が大きくなると結晶化はしない. Si(111)基板でも同様の結果を得ることができた. 成長速度は1〜7.5
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