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金属一半導体界面形成初期過程における界面原子変化の直接観察

直接观察金属-半导体界面形成初始过程中界面原子变化

基本信息

批准号：
02232218
负责人：
尾浦憲治郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

金属一半導体界面における現象を原子レベルで理解することは、今後の半導体マイクロエレクトロニクスの発展のために、今後ますます重要となるものと考えられる。そこで本研究では、(1)超高真空下でよく定義された状態での、界面形成初期過程における、金属および半導体原子配列のミクロな構造を、高速ならびに低速イオン散乱により調べること、(2)Si清浄表面をあらかじめ原子状水素でタ-ミネ-トすることにより、表面状態を変化させた基板上での界面形成過程を調べ、清浄表面の場合との比較検討を行うこと、(3)積層光導波路における、金属電極の界面構造と電気光学特性との相関を調べることなどを目的としている。Si表面の水素タ-ミネ-ションは、LSIプロセスの低温化実現の有力な手法として、実用面からの研究が活発に行われている。これらを含め、表面水素の関与した種々の現象を追求するため、我々は、まず、高エネルギ-イオンによる水素の非破壊、高感度定量方法を確立し、既にこれを用いて、超高真空中におけるSi(100),(111)上の水素化過程の観察を行った。その応用としてAg/Si(111)界面形成に及ぼす水素タ-ミネ-ションの影響を調べた。その結果、表面水素により、Ag膜のエピタキシャル成長が大幅に促進されることを見出し、これをHydrogenーMediatedーEpitaxy(HME,水素媒介エピタキシ-)と名づけ、そのメカニズムについて検討した。この結果は、基板表面を予め、単原子層レベルの水素で修飾することにより、金属/半導体界面形成初期過程を制御できることを示している。金属/半導体の多くの組合せの中から、ここではプロトタイプとしてAg/Si系を取り上げたが、他の系についても現在検討を進めている。また、水素以外の元素による修飾についても今後研究を進めたいと考えている。

The phenomenon of metal-semiconductor interface atoms is understood, and the future development of semiconductors is important. In this study,(1) the definition of the state under ultra-high vacuum, the initial process of interface formation, the structure of metal and semiconductor atom arrangement, the high speed, the low speed, the scattering, the tuning,(2) the surface of Si, the atomic water element, the interface formation process on the substrate, the surface state, the tuning,(3) Multilayer optical waveguide, interface structure of metal electrode, correlation between electrical and optical properties, and optical properties. A powerful method for the low temperature realization of Si surface water element formation and application surface research is proposed. A non-destructive and highly sensitive quantitative method for the determination of surface water in Si(100), Si(111) in ultra-high vacuum was established. The effect of the Ag/Si(111) interface formation and the formation of the Ag/Si(111) interface on the growth of the Ag/Si(111) interface was investigated. As a result, the growth of Ag film was greatly promoted by surface moisture, and the growth of Ag film was greatly promoted by Hydrogen Mediated Epitaxy(HME). The results are as follows: substrate surface modification, single atomic layer modification, initial process control of metal/semiconductor interface formation Metal/semiconductor multi-layer combination of metal and semiconductor Elements other than water elements are modified and studied in the future.