超高真空中でのエキシマレ-ザ励起AlーSi界面形成過程のXPS分析による研究

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本年度はAl堆積のソ-スガスであるトリメチルアルミニウム[TMA:Al(CH_3)_3]により、SiO_x/Si表面上へ膜の堆積を行い、この時の反応過程をXPS(X線光電子分光法)で分析した。まず、基板温度400℃において、SiO_x/Si表面上へTMAにより膜の成長を行なった。この膜をXPS分析した結果、成長初期に多量の炭素の混入(Al:C=1:2程度)が見られた。そして、成長するに従いこの混入量は低減していくが、最終的にはほぼAl:C=4:3程度の組成比の膜となった。同様に、基板温度350〜600℃の範囲で変化して膜の成長を行ったところ、どの基板温度においても上記とほとんど似た結果となった。これより、TMAによりAl膜を成長する場合には、多量の炭素混入がみられるため、これを防ぐための検討が必要である。また、この成長膜をRHEED(反射型高速電子線回折)観察したところリングパタ-ンとなり、この膜が多結晶であることが明かとなった。さらに、このパタ-ンにより膜の構造を同定してみたところAl_4C_3の多結晶膜であることがわかった。この結果はXPS分析による結果と一致している。次に、炭素混入量の軽減を計り、TMAと水素を同時に導入し、膜の成長を行なったところTMAのみで成長した場合に比べ、膜の成長初期における炭素混入量の低減(Al:C=2:3)が見られた。しかしながら、成長する膜はAl_4C_3膜であった。現在、TMA以外のソ-スガスを用いて、膜の成長を行なったいる。来年度中にこれらの結果をまとめ、エキシマレ-ザの効果も含めてさらに反応過程の考察を行なう予定である。