原子層オーダーの界面急峻性を持ったシリコン/ゲルマニウムヘテロ構造の新しい形成法

一种形成原子层量级界面陡度的硅/锗异质结构的新方法

基本信息

批准号：
09750379
负责人：
菅原聡
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

Si/Ge原子層超格子を作製するときに必須となるALEによるSi表面へのGeのへテロ成長(ヘテロALE)について研究を行った.GeのALEは(CH_3)_2GeH_2と原子状水素の交互供給によって実現できている.これは成長層と基板表面が同じ原子からなるホモ成長(ホモALE)の場合であって,このホモALEはそのままではへテロALEに適応できない.しかし,1原子層のGeをSi表面に形成しておけば,上述のALEの手法によってヘテロALEは実現できると考えた.Si表面に1原子層のGeを形成する方法については,すでにSi表面でGeCl_4と原子状水素の交互供給を行えばGeCl_4の選択吸着効果によってSi表面に1原子層のGeが自己制限的に成長できることを確かめている.この表面に(CH_3)_2GeH_2と原子状水素の交互供給によるGeのホモALEを試みた.XPS,STMによってヘテロALEの成長過程を調べたところ,Si上に単原子層のGeが吸着した表面では下層Siの影響によってバルクGe表面とは水素の熱脱離速度などの化学的性質が変化して,ALEの発現条件がバルクGe表面とは大きく異なることがわかった.ALEの成長パラメータを調節することによって,臨界膜厚まで層状に成長するGeのへテロALEが実現できることが確かめられた.また,一昨年までの本研究課題の結果からGe表面上へのSiのへテロALEに関しても,Ge表面にSiの1原子層を形成し,続いてSiH_2Cl_2と原子状水素の交互供給を行えばSiのへテロALEが実現できることを確かめている.この場合では原料のセルフリミット吸着で生じる表面被覆種の強いサーファクタント効果によって,Ge表面でのSiヘテロ成長で大問題となっていたGeの表面偏析を抑え急峻なヘテロ界面が形成できることがわかった.したがって,本研究課題の成果を用いれば,原子スケールで膜厚が制御され,かつ急峻な界面構造を有するSi/Ge原子層超格子が形成できると結論した.

我们已经研究了ALE在Si表面（异源）上GE的异质增长，这对于制造Si/GE原子层超晶格至关重要。可以通过（CH_3）_2GEH_2和原子氢的交替供应来实现GE ALE。这种生长层和底物表面由相同的原子制成，并且这种同性增长不能像以前那样适应异性增长。但是，如果在Si表面上形成一层GE，则可以使用上述啤酒技术。我们认为可以实现异性恋。关于在Si表面形成一层GE的方法，已经证实，通过替代供应GECL_4和SI表面上的原子氢，可以在Si表面上自限制的一个原子层在Si表面上生长。我们通过交替供应（CH_3）_2GEH_2和该表面上的原子氢来尝试使用GE的HOMO-ALE。当我们使用XPS和STM研究杂种生长过程时，我们发现来自单铝层的GE吸附在Si上。在表面上，由于基础Si层的影响，氢热解吸速率和其他化学性质等化学性质从散装的GE表面变化，而啤酒表达的状况与散装GE表面的状态显着不同。通过调整ALE的生长参数，可以确定，可以实现将GE的异质元素增长到临界膜厚度。此外，从该研究主题的结果到上一年的结果，关于GE表面上的Si异质化，在GE表面形成了一层Si层，然后是SIH_2CL_2，随后已经确认可以通过替代供应原子质氢来实现Si hetero-ale。在这种情况下，由原材料的自限制吸附引起的表面涂层物种的强表面活性剂效应可防止GE的表面隔离，这是GE表面上SI异质增长的一个主要问题，并且可以形成突然的异质互动。因此，使用该研究主题的结果，可以得出结论，可以在原子量表和陡峭的界面结构下以受控的膜厚度形成Si/Ge原子层超晶格。