金属ー半導体積層界面の基礎

準ミクロおよび原子オ-ダ-サイズでの、金属ー半導体界面現象を正確・精密に把握するために、実験と理論とを複合的・相補的に結合し研究を遂行することにより、以下のような成果を得た。(1)結晶シリコンと種々の金属との反応過程を詳細にわたり調べるため、高速イオン散乱/チャネリング法、種々の電子分光法、電子顕微鏡法・回折法や赤外分光法を駆使することにより、結晶原子位置や電子状態の変化や原子拡散等の精密な測定を行なった結果、金属の蒸着法により界面の安定性が異なることが判明した。また、準整合界面に対する詳細な構造の知見を得た。一方、高速イオン散乱法において、より重い元素を使用することによって、より高分解能の3次元的非破壊分析が可能性となることを明らかにしたり、準ミクロ的にLaB_6ーシリコン界面の評価も行なった。(2)理論グル-プは、第一原理分子動力学法に基づいた、金属ーシリコン界面の電子状態を計算したり、界面の構造安定性を検討するための計算機プログラムの開発を行ない、シリコン上のアルカリ金属の振舞いに対し適用した。また所密度汎関数法に基づいた計算により、トンネル顕微鏡像の理論的検討も行った。(3)主としてMBE法を用い、GaAs,InGaAsやInP等の化合物半導体と金属との界面反応過程を(1)と同様に種々な方法で解析・評価し、安定な界面形成に関する知見を得た。また、種々のショットキ-障壁を作製し、その形成機構や物性を、新たに開発した表面電流測定装置を用いて調べた。また、水素やフォスフィンのプラズマ処理による化合物半導体の表面改質の効果とショットキ-障壁との関連も明かにした。(4)走査トンネル電子顕微鏡法により、清浄半導体表面の解析・評価を行ない、界面評価への応用を目指した基礎研究を行なった。また、トンネル分光法により、酸化物超伝導体ー接合電極系を評価し、電子状態に関する知見を得た。

準ミクロおよび原子オ-ダ-サイズでの、金属ー半導体界面現象を正確・精密に把握するために、実験と理論とを複合的・相補的に結合し研究を遂行することにより、以下のような成果を得た。(1)結晶シリコンと種々の金属との反応過程を詳細にわたり調べるため、高速イオン散乱/チャネリング法、種々の電子分光法、電子顕微鏡法・回折法や赤外分光法を駆使することにより、結晶原子位置や電子状態の変化や原子拡散等の精密な測定を行なった結果、金属の蒸着法により界面の安定性が異なることが判明した。また、準整合界面に対する詳細な構造の知見を得た。一方、高速イオン散乱法において、より重い元素を使用することによって、より高分解能の3次元的非破壊分析が可能性となることを明らかにしたり、準ミクロ的にLaB_6ーシリコン界面の評価も行なった。(2)理論グル-プは、第一原理分子動力学法に基づいた、金属ーシリコン界面の電子状態を計算したり、界面の構造安定性を検討するための計算機プログラムの開発を行ない、シリコン上のアルカリ金属の振舞いに対し適用した。また所密度汎関数法に基づいた計算により、トンネル顕微鏡像の理論的検討も行った。(3)主としてMBE法を用い、GaAs,InGaAsやInP等の化合物半導体と金属との界面反応過程を(1)と同様に種々な方法で解析・評価し、安定な界面形成に関する知見を得た。また、種々のショットキ-障壁を作製し、その形成機構や物性を、新たに開発した表面電流測定装置を用いて調べた。また、水素やフォスフィンのプラズマ処理による化合物半導体の表面改質の効果とショットキ-障壁との関連も明かにした。(4)走査トンネル電子顕微鏡法により、清浄半導体表面の解析・評価を行ない、界面評価への応用を目指した基礎研究を行なった。また、トンネル分光法により、酸化物超伝導体ー接合電極系を評価し、電子状態に関する知見を得た。