X線回折強度の振動測定によるエピタキシャル成長機構の研究

通过振动测量X射线衍射强度研究外延生长机理

• 批准号: 04227210
• 负责人: 高橋 敏男
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04227210/
• 关键词: X線回折; 界面構造; 結晶成長; Si(001); Ge; CTR散乱; デルタドープ; ラフネス

本年度は、超高真空中でSi(001)面上にSiやGeをMBE成長するに際し、試料温度を加熱制御できるような制御装置を整備した。超高真空中でその場観察する予備実験として、Si(001)基板にGeを1MLデルタドープし、その上にSiのキャップ層を約80nmエピタキシャル成長した試料をもちいて、大気中において表面X線回折法による測定を行った。シンクロトロン放射からのX線を用いて、004ブラッグ反射のまわりでロッドプロファイルを測定した。得られた結果は、004逆格子に起因するCTR散乱の上に細かい振動成分がのっており、その振幅は逆格子点の前後で非対称な様子を示した。さらに、逆格子点からの減衰の仕方は、完全に平坦な界面をもつ試料から予想されるよりも速く減衰した。上記の結果は、定性的には次のような解釈できることが分かった。1)振動の周期からキャップ層の厚さを評価できる。2)振動の振幅の非対称性からは、Si基板とキャップ層の格子面の関係、すなわち、Ge原子層の上下における格子面間隔の変化を求めることができる。3)とくに、振動の振幅が極小値になる置から格子面間隔の変化を正確に評価できる。4)全体的な振幅の大きさから、デルドープされたGe層の揺らぎを評価できる。5)逆格子点からの減衰の速さから表面におけるラフネスを評価できる。最小二乗法によるフィティングにより求められた最終結果は、GeとSi原子との平均的な結合距離は、Ge原子層の上下で0.07A程度の違いを見せた。このことは、MBE法によるエピタキシャル成長機構と関係していると思われるので、現在その実験結果をよく説明できるモデルを検討している。

This annual は, ultra high vacuum で に Si Si (001) surface や Ge を MBE growth す る に interstate し, sample temperature を heating system of imperial で き る よ う な suppression device を servicing し た. Ultra-high vacuum で そ の field 観 examine す る reserve be 験 と し て に Ge, Si (001) substrate を 1 ml デ ル タ ド ー プ し, そ の に on Si の キ ャ ッ を プ layer of about 80 nm エ ピ タ キ シ ャ ル growth し た sample を も ち い て, large 気 に お い て surface X-ray back twists に よ る line measurement を っ た. シ ン ク ロ ト ロ ン radiation か ら の X-ray を with い て, 004 ブ ラ ッ グ reflection の ま わ り で ロ ッ ド プ ロ フ ァ イ ル を determination し た. Have ら れ た は, 004 inverse lattice に cause す る CTR scattered の に on fine か い vibration component が の っ て お り, そ の amplitude は で than before and after the inverse lattice point の said seaborne な others child を shown し た. さ ら に, inverse lattice point か ら の damping の shi fang は, completely flat に な interface を も つ sample か ら to think さ れ る よ り も speed く damping し た. Record the <s:1> result and the qualitative に sub-solutions of ような で で る で とが とが とが とが points った った. 1) Vibration <s:1> period らキャップ layer <s:1> thickness さを evaluation 価で る る. 2) the vibration amplitude の の non said seaborne か ら は, Si substrate と キ ャ ッ プ surface layer の grid の masato, す な わ ち, Ge, atomic layer の fluctuation に お け る grid surface interval の patches.by - を め る こ と が で き る. 3)とくに, the minimum value of the vibration <s:1> amplitude が is になる, the ら is set, the <s:1> change of the grid surface interval is を, the correct に evaluation is 価で る る る. 4) all of the large amplitude の な き さ か ら, デ ル ド ー プ さ れ た Ge layer の 揺 ら ぎ を review 価 で き る. 5) Reverse grid point におけるラフネスを ら <s:1> decay <e:1> velocity さ ら ら ら surface におけるラフネスを evaluation 価で る る る. Least squares method に よ る フ ィ テ ィ ン グ に よ り o め ら れ た end result は, Ge と Si atoms と の average は な combination of distance, Ge atomic layer の fluctuation で 0.07 A degree の violations い を see せ た. こ の こ と は, MBE に よ る エ ピ タ キ シ ャ ル growth institutions と masato is し て い る と think わ れ る の で, now そ の be 験 results を よ く illustrate で き る モ デ ル を beg し 検 て い る.

项目成果

T.Takahashi and S.Nakatani: "Refinement of the Si(111)√<3>x√<3>-Ag Structure by Surface X-Rey Diffraction" Surf.Sci. (1993)

T.Takahashi 和 S.Nakatani：“通过表面 X 射线衍射精炼 Si(111)√<3>x√<3>-Ag 结构”Surf.Sci (1993)。

S.Nakatani,A.Saito,Y.Kuwahara,T.Takahashi,M.Aono and S.Kikuta: "Study of the Si(111)√<3>x√<3>-Sb Structure by X-Ray Diffraction" Jpn.J.Appl.Phys.31. L426-L428 (1992)

S.Nakatani、A.Saito、Y.Kuwahara、T.Takahashi、M.Aono 和 S.Kikuta：“通过 X 射线衍射研究 Si(111)√<3>x√<3>-Sb 结构” Jpn.J.Appl.Phys.31。L426-L428 (1992)