シリコンカーバイド表面の酸化及び金属薄膜との反応過程の解析と界面制御技術の確立

碳化硅表面氧化及与金属薄膜反应过程分析及界面控制技术建立

基本信息

批准号：
04J00228
负责人：
星野靖
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度となる本年度もひきつづき、『シリコンカーバンド表面の酸化及び金属薄膜との反応過程の解析と界面制御技術の確立』というテーマに沿って研究活動を進めた。本年度主に注目した研究は、(1)シリコンカーバイド炭素終端面の構造・電子状態および金属との初期反応過程、(2)同位体を利用した酸化・酸窒化処理における窒素、炭素、酸素の挙動解析である。まず前者に関して、代表的な表面構造として3x3周期構造が知られているが、表面処理法により異なる3種類の3x3構造を取ることを新たに発見した(Surface Science印刷中)。また、産業技術総合研究所(関西センター)との共同研究の下これらの表面に対する第一原理理論計算を行い、その構造的安定性や局所電子状態に関し理論的にアプローチした。さらに、異なる構造を有する表面にNiを蒸着すると、表面モーフォロジーや界面電子状態に大きな違いが生じることが分かった。これら原子層レベルでの系統的な研究により、初期表面構造が金属半導体界面物性大きな影響を与えること示した。一方、後者の同位体を用いた酸窒化過程の研究では、酸素、窒素の深さ分布を中エネルギーイオン散乱および共鳴核反応(パリ第6・7大学ナノサイエンス研究所)により原子層レベルで測定し、反応初期における各原子の振舞を研究した(Surface Science 601,706(2007).)。また、基板に13Cを用い成長させたSiC基板を利用し、酸化処理による炭素の挙動を共鳴核反応法を用い分析した。これら一連の研究は、1月にレヴューとしてJournal of Physics Dに投稿された。

今年，即最后一年，我们继续以“碳化硅表面氧化及其与金属薄膜反应过程的分析以及界面控制技术的建立”为主题进行研究活动。今年的研究重点是（1）碳化硅碳端面的结构和电子状态以及与金属的初始反应过程，（2）使用同位素进行氧化和氮氧化处理时氮、碳和氧的行为。分析。对于前者，3x3周期性结构被认为是典型的表面结构，但我们新发现，根据表面处理方法可以形成三种不同类型的3x3结构（出版中的表面科学）。此外，我们与日本产业技术综合研究所（关西中心）共同研究，对这些表面进行了第一性原理理论计算，从理论上接近了它们的结构稳定性和局域电子态。此外，我们发现在不同结构的表面上沉积镍会导致表面形貌和界面电子态的显着差异。这些原子层水平的系统研究表明，初始表面结构对金属-半导体界面的物理性质有很大影响。另一方面，在使用后一种同位素的氧氮化过程的研究中，利用中能离子散射和共振核反应在原子层水平测量了氧和氮的深度分布（巴黎第六大学纳米科学研究所和VII) 并研究了反应早期各原子的行为（Surface Science 601, 706 (2007).）。另外，以使用 13 C生长的SiC基板为基板，利用共振核反应法对氧化处理引起的碳的行为进行了分析。这一系列研究在一月份作为综述提交给《Journal of Chemistry D》。