薄膜形成における光誘起表面反応の利用に関する研究

光诱导表面反应在薄膜形成中的应用研究

基本信息

批准号：
01604554
负责人：
英貢
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

有機金属化合物であるジメチルアルミニウムハイドライド(DMAIH)を材料ガスとし、重水素ランプ光源として、低温で比抵抗の低いアルミニウム薄膜を形成できる。そこで、本研究ではその反応機構を解明することを目的として行った。特に、薄膜形成に関与する二種類の反応として、表面反応と気相反応があるが、そのどちらが重要であるかは、基礎の立場から興味あるだけでなく、実用上でも結果において大きな差を生じる原因となるため、今日多方面から注目されている。そこで、本研究では光プロセスの特色を生かして、表面反応と気相反応を選択制御することに努めた。まず、光は基板に垂直に照射して、基板表面吸着層で光分解が起こり得るようにした。そのような条件下でガス圧を変えると、約0.3×10^<-3>Torr以下では表面反応のみが誘起され、それ以上では気相反応も並存んすることが分かった。この結論を導くために、膜の堆積速度の波長依存性を調べた。重水素ランプからは160nmを中心とした真空紫外光と、240nmを中心にした紫外光の二つの発光の山がある。適当なフィルタ-で、これらを選別して照射したところ、基板温度200℃では、表面反応は真空紫外光がないと起こらないことが分かった。これに対して,気相反応は紫外光、真空紫外光のどちらででも誘起される。このような反応機構の波長依存性を利用すると、ガス圧0.3Torr以下では真空紫外光を照射しないと膜の成長が起こらないことから、低圧領域では表面反応のみが誘起されると結論される。本研究では、その外に、膜の初期成長段階を観測するため、走査型トンネル顕微鏡を作成した。その結果、基板上でアルミニウムが島状に成長することが認められた。

使用二甲基氢化物（DMAIH），一种有机金属化合物，作为材料气体，作为氘灯光源，可以在低温下形成具有低比电阻的铝薄膜。因此，进行了这项研究，目的是阐明该反应的机制。特别是，薄膜形成涉及的两种反应是表面反应和气相反应，其中哪种反应不仅从基本的角度来看，而且在实际使用的结果上也引起很大的差异，因此从当今许多角度来看引起人们的注意。因此，在这项研究中，我们努力通过利用光学特征的特征来选择性地控制表面和气相反应。首先，将光垂直于底物辐照，从而使光降解发生在底物表面吸附层中。发现在这种条件下更改气压仅在低于0.3×10^<-3> torr的温度下引起的表面反应，而在同时存在的温度下，气相反应在温度下引起。为了得出这一结论，研究了膜沉积速率的波长依赖性。从氘灯中，有两个山脉从160nm左右的真空紫外线发出，紫外线左右，左右为240nm。当选择这些并用适当的过滤器辐射时，发现在200°C的底物温度下，如果没有真空紫外线，则不会发生表面反应。相反，紫外线或真空紫外线诱导气相反应。使用反应机制的波长依赖性，可以得出结论，仅在低压区域诱导表面反应，因为如果没有真空紫外线在0.3 TORR以下的真空紫外线没有真空紫外线。在这项研究中，创建了扫描隧道显微镜，以观察膜的初始生长阶段。结果，观察到铝在底物上以岛形形状生长。