電子線励起X線全反射角分光法による半導体薄膜の構造の研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63609504
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井野 正三 東京大学, 理学部, 教授 (70005867)
• 研究分担者: 大門 寛 東京大学, 理学部, 助手 (20126121)
• キーワード: ゲルマニウム / 反射高速電子回析 / 原子層成長 / 成長過程 / 脱離過程

研究概要

本研究では、Ge(111)表面上にGeを蒸着したときに見られるRHEED反射点の強度の振動する様子を測定し、1原子層単位のGe結晶の成長過程の研究をおこなった。電子線の入射方位を〔112〕に設定してRHEEDパターンを蛍光板上に映し出し、鏡面反射点の強度及び形状の変化をTVカメラを用いて詳細に測定した。下地温度は約180℃でGeを蒸着した時には、2原子層単位の成長に対応する振動が観察された。電子線の入射方位〔112〕から約5°ずらして同様の測定をおこなうと、1原子層周期の振動がみられた。この条件においては鏡面反射点の指数はl=3.4に相当するが、バルクの指数で(333)(l=3.0)に相当するスポットが観察され、その裾野が強面反射点に重なっていることがわかった。そここので2つのスポットを分離して振動の1周期にわたって強度の変化を測定したところ、両スポットとも2原子層単位で振動していた。しかし振動の位相が互いに半周期ずれているため、見かけ上の1原子層単位の振動が現れることがわかった。以上のことからGeの成長は1原子層単位ではなく2原子層単位であることが明かとなった。
またイオン励起全反射角X線分光法によるSi(111)上のAgの成長過程や脱離過程研究も行った。Agの吸着量はRBS(ラザフォード後方散乱)ランダムスペクトルによってイオン励起のX線スペクトルを較正して見積った。測定された脱離曲線をみるとAgの結晶粒子と√<3>×3┫D3┣D83構造が共存する状態では蒸発速度は大きいが、吸着量が1原子層となる前後でAgの脱離速度が急激に小さくなった。このことからSi(111)┣D83┫D8×┣D83┫D3-Ag構造のAgの吸着量はIMLと推定される。また、この構造の表面からの脱離の活性化エネルギーは63Kcal/molと求められた。

研究成果

• [文献書誌] 築野孝, 大門寛, 井野正三, 相沢俊: 応用物理. 57. 253-254 (1988)
• [文献書誌] H.Daimon: Rev.Sci.Instrum.59. 545-549 (1988)
• [文献書誌] H.Daimon; S.Ino: J.Vac.Soc.Japan. 31. 954-959 (1988)
• [文献書誌] 福谷克之, 大門寛, 井野正三: 電子顕微鏡. 23. 178-182 (1988)
• [文献書誌] H.Daimon; S.Nagano; T.Hamada; S.Ino; S.Suga; Y.Murata: Surb.Sci.(1989)
• [文献書誌] H.Daimon; S.Ino: Surf.Sci. (1989)
• [文献書誌] S.Ino: "Reblection High Energy Electron Diffraction and Reflection Elictron Imaging of Surfaces" Plenum,New York, 3-28 (1988)