積層界面の評価と界面反応過程の解明

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本研究の目的は「金属半導体界面」を基礎的観点から解明することであり、計画研究の第3班として組織されている。本年度は主として機器の整備を行う一方、予備実験を進めた。(1)放射光X線を利用してX線定在波法の実験を行う界面構造評価装置を設計、製作した。試料用ゴニオメーターには高精度の回転機構が付属している。超高真空内で試料結晶が処理され、回折条件下での螢光X線の収量変化が半導体検出器で測定される。一方、実験条件でのシミュレーション計算を行った。(2)X線表面回折法の実験のためにX線検出器回転機構、試料処理機構などを整備した。放射光X線を用いてSi(III)面上のAgの系の初期界面構造を解析した。(3)平面波X線トポグラフィとロッキングカーブ法のための計測制御系の開発を行った。さらに超平面波入射の場合のロッキングカーブを測定し、副極大のビジビリティに対する結晶の完全性の影響を調べた。(4)走査型トンネル顕微鏡に試料マニプレーターと試料受渡し機構を組み込み、種々の固体表面の観察を行って、装置を総合的に整備した。(5)高分解能電子顕微鏡により主として高温超電導体セラミックスの観察を行い、材料内部に生じた微細構造、特に粒界、異種相界面を原子レベルで解析した。(6)1KeV程度のイオンビームを用いて10数原子層下の埋もれた界面も見ることのできる同軸型直衝突イオン散乱分光法を用いて、金属半導体界面、特にAg/Si(III)界面の形成初期過程をリアルタイムでモニターした。(7)結晶内部での高速イオンの振舞いをモンテカルロ・シミュレーションにより調べ、高速粒子の空間分布と速度分布を計算し、埋もれた界面の原子変位の定量解析用のデータベースを得た。(8)Al配線とSi基板とが相互拡散するのを防止する拡散防止層として導電性酸化物のReO_2、SrVO_3、RuO_2が適していることを明らかにした。