走査トンネル顕微鏡/反射高速電子線回折複合評価装置によるエピタキシ成長過程の研究

利用扫描隧道显微镜/反射式高速电子衍射复合评价装置研究外延生长工艺

基本信息

批准号：
04227223
负责人：
八百隆文
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は(1)Arスパッタにより非晶質化したSi(100)表面を熱処理し、固相エピタキシ成長過程,表面欠陥の回復過程を実時間観察し、結晶性回復プロセスが原子レベルで初めて明らかになった。(2)超高真空MBEによりSi(111)-7×7表面上にAlを1モノしイヤー以下デポジションし、基板温度、表面被覆率によって引き起こされる種々の表面再構造について、その原子配列構造、位相境界近傍での局所構造、点欠陥構造、表面配列構造の構造相転移等を明らかにした。加熱清浄化したSi(100)-2×1表面をArイオンスパッタにより表面層約3nmまで非晶質化した。表面は6.3-16Aの粒状Siで覆われる。245Cの熱処理により粒状Siの粒径は減少し、部分的に(2×1)再配列構造が観察され、再結晶化がはじまる。長時間の熱処理により表面に向かって(2×1)層と(1×2)層が交互に形成され、1層1層再結晶化が進むことがわかる。最終的には表面層まで再結晶化が進み、固相エピタキシ成長する。このような固相エピタキシプロセス本研究によって初めて明らかになった。Si(111)-7×7表面のAl吸着構造に関しては以下の知見を得た。Al- 13×13再配列構造とSi-7×7の位相境界ではSi-7×7のfaulted unitが接し、Al原子はアドアトムサイトを占めること、Al- 13×/3は原子ステップ下端から拡張し始めるテラス上では孤立した島を形成しないこと、Al領域の拡大によるSi-7×7からAl- 13×13への相転位が7×7の単位胞を単位として起こることなどかが明らかになった。これまで原子構造モデルが明らかでなかった2-7×7構造の原子配列構造を初めて明らかにした。

今年，我们将（1）对Ar溅射非晶化的Si（100）表面进行热处理，实时观察固相外延生长过程和表面缺陷的恢复过程，阐明结晶度恢复情况这是第一次在原子水平上进行的过程。 (2)采用超高真空MBE在Si(111)-7×7表面沉积一层Al，研究了由衬底温度和表面覆盖引起的各种表面重构以及附近的局部结构的原子排列结构。阐明了表面阵列结构的相界、点缺陷结构和结构相变。通过Ar离子溅射将热清洗后的Si(100)-2×1表面非晶化至约3nm的表面层。表面覆盖有6.3-16A粒状Si。通过245℃的热处理，粒状Si的粒径变小，部分地观察到(2×1)重排组织，开始再结晶。可以看出，由于长期热处理，向表面交替形成(2×1)和(1×2)层，再结晶逐层进行。最终，再结晶进行到表面层，导致固相外延生长。这项研究首次揭示了这种固相外延过程。关于Si(111)-7×7表面上的Al吸附结构，获得了以下发现。在 Al- 13 × 13 重排结构与 Si-7 × 7 的相界处，Si-7 × 7 断层单元接触，Al 原子占据原子位点，Al- 13 明显孤立在开始扩展的台阶上不形成岛，并且由于Al区域的扩展，以7×7晶胞为单位发生从Si-7×7到Al-13×13的相变。首次揭示了尚无原子结构模型的2-7x7结构的原子排列结构。