水素終端Si表面のメゾスコピック周期構造の自己組織化と反応特異性の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 高萩 隆行 広島大学, 工学部, 教授 (40271069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂上 弘之 広島大学, 工学部, 助手 (50221263) ; 新宮原 正三 広島大学, 工学部, 教授 (10231367)
• Keywords: 水素終端Si表面 / 自己組織化 / ステップ / テラス / 平坦化 / メゾスコピックサイズ / シリコン / 水素終端

Research Abstract

水素終端Si(111)表面にメゾスコピックサイズの周期を持った規則的なステップ/テラス構造を湿式処理によって自己組織的に形成することを試みた。<11-2>方向および<-1-12>方向それぞれにオフアングルを1,2,4,7°に設定して、特別に研磨した4インチSi(111)ウエハを使用した。HFエッチングの後72℃の40%NH4Fで処理したところ、通常の室温処理よりも表面形状の規則性が大幅に改善されることを見いだした。NH4F平坦化処理後の<11-2>方向にオフしたSi表面は均一な周期を持ったステップ/テラス構造で、ステップ端は直線状で規則性の高い表面構造となっていることがAFM観察によって明らかとなった。また、テラス部分は原子レベルで平坦で、化学構造はモノハイドライド構造となっていることがIRで確認された。また、<11-2>方向とは逆方向の<-1-12>方向のオフしたウエハについてもほぼ同様に規則的なステップ/テラス構造を得ることができた。さらに、ウエハの外周から10mmよりも内側の全領域において同一の規則構造が形成可能であることが確認され、4インチウエハ全面にメゾスコピックサイズの周期を持ったステップ/テラス構造を形成する目途を得た。なお、ステップ/テラス周期より求めた面の傾きは、X線回折から得られたオフアングルの値にほぼ一致している。ちなみに、ステップ/テラス構造の周期は、<11-2>方向にオフしたSi表面では1°:20nm、2°:8.6nm,4°:4.6nm、7°:2.7nmであった。

Research Products

• [Publications] H. Sakaue, E. Takahashi. S. Shingubara, T. Takahagi: "Scanning Tunneling Microscopy Observation on Atomic stracture of Step Edges and Etch Pits on a NH_4F-Treated Si(111) Surface" Jpn. J. Appl. Phys.36 3B(未定). (1997)