2001 Fiscal Year Annual Research Report
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の開拓
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11305006
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尾浦 憲治郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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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| Keywords | 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 / 励起原始照射 / 表面窒化プロセス |
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| Research Abstract |
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、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。このため、(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設けて、10^<-6>〜10^<-3>Torrの気相雰囲気下でのその場計測が可能となる装置を開発し、(2)これを用いて、(1)エピタキシーにおける励起水素の介在プロセス、(2)気相成長プロセス、(3)プラズマと表面との相互作用プロセスなどの、種々の半導体表面プロセスのその場計測を行ない、気相雰囲気における表面動的過程に関して興味深い知見を得た。
本年度では、前年度までに開発した装置を駆使して、(I)励起水素照射による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)、ならびに(II)Si(111)表面のプラズマ窒化プロセスについてリアルタイムその場計測を行ない、これらの現象のメカニズムを解明した。特筆すべき成果は、前者の研究において、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を解析した結果、(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明らかにしたことと言える。
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[Publications] M.Katayama 他5名: "Coaxial Impact-Collision Ion Satterting Spectroscopy and Time-of-Flight Elasic Recoil Detection Analysis for In Situ Monitoring of Surface Processes in Gas Phase Atmosphere"Hph. J. Apppl. Phys.. 40. 576-579 (2001)
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[Publications] K.Oura 他5名: "Surface Hydroxyl Formation on Vacuum-Annceled TiO_2(110)"Appl. Phys. Lett.. 79. 2716-2718 (2001)
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[Publications] M.Katayama 他3名: "Hydrogen Segregation and ith Detrimental Effect in Epiraxial Growth of Ge on Hydrogen-Terminated Si(001)"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 1173-1175 (2001)
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[Publications] K.Oura 他9名: "Sarface Roughening at the One-Monolayer Sb/Si(100) Interface"Phys. Rev. B. 64. 0333121-0333124 (2002)
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[Publications] K.Oura 他6名: "Influence of Mn Incoporation on Molecular Beam Epiraxial Growth of GaMun Film"Jpn. J. Appl. Phys.. 41(印刷中). (2002)
