気相からの立方晶窒化ホウ素エピタキシャル成長に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760534
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高村 由起子 (山田 由起子) 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90344720)
• Keywords: 立方晶窒化ホウ素 / 分子線エピタキシー / 超高真空走査プローブ顕微鏡

Research Abstract

気相より堆積された立方晶窒化ホウ素膜は、その高エネルギーイオンを利用するプロセスに由来して、基板の種類に関わらず基板-膜界面にアモルファス層が形成されることがほとんどである。このアモルファス層は、エピタキシャル成長を阻むため、その形成を妨げることが望ましい。本年度は、窒化膜のエピタキシャル成長の際に最も重要な、基板表面に形成される窒化層構造について、超高真空分子線エピタキシー(MBE)装置、及び、超高真空走査プローブ顕微鏡(SPM)を用いて調べた。立方晶窒化ホウ素の堆積基板として用いられることの多いシリコンウェハーは、超高真空下で酸化膜を取り除いても、窒化膜堆積初期に期せずして結晶性あるいはアモルファスの窒化ケイ素層を形成する事が問題となっている。意図的に結晶性の高い窒化物層を形成するための堆積前処理として窒素ガス中の熱処理、窒素ガスの熱タングステンフィラメントによるラジカル化による処理、高周波窒素プラズマ源による処理などで基板処理を行い、高速反射電子線回折、SPMを用いて表面構造を調べた。Si(111)ウェハーに関しては、結晶性の絶縁性の高い構造が形成され、走査トンネル顕微鏡により高バイアス電圧で観察することが可能である事が知られているが、同構造を非接触原子間力顕微鏡により観察することに成功した。次年度は、MBE装置に組み込んだ電子ビーム蒸着源を用いて窒化ホウ素膜のエピタキシャル成長をめざす。