積層界面の評価と界面反応過程の解明

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本研究は計画研究の第3班として組織されている。班全体の方向として各種の界面評価法に新手法を導入して高性能化を図るとともに,計画にしたがい界面評価研究をつぎのように進めた。(1)垂直入反射条件下の軟X線定在波法を用いてSi結晶基板上にAuを堆積していったときの構造変化を追跡した。またGaAs/Si界面の生成条件による構造変化,デルタド-プしたSi結晶の構造などを解析した。(2)X線表面回折法でSi(111)√<3>×√<3>ーSb,ーGaとーAgの超構造を解析した。また√<3>×√<3>ーAuのX線CRT散乱を測定し,表面に垂直方向の原子座標を調べた。(3)界面での全反射と基板結晶での回折が同時に起こる入射条件をもつ平面波X線トポグラフィが、界面の極近傍の歪み場を評価できることをSi基板にAl膜を蒸着した試料を用いて示した。(4)Si(111),(100),(110)表面上にAl,Ga,Inを1原子層程度吸着させたときの表面構造の変化を低速電子回折法で観測し,動力学的回折理論に基づき吸着原子位置を決定した。(5)探針を原子レベルで制御した電場イオンー走査トンネル顕微鏡を用いてSe/GaAs(100)ー4×1構造を観測することに成功した。(6)Si(111)面にGaを単原子層分だけ堆積した試料について高分解能電子顕微鏡を用いて断面観察を行った。(7)Si(111)√<3>×√<3>ーAgとーAu表面に原子状水素を吸着させたときの構造変化を同軸型直衝突イオン散乱分光法を用いて観測した。Ag原子は下地Si原子との結合を切られて表面拡散し,クラスタ-を形成する。(8)高速イオン散乱法を用いて金属/半導体界面の構造安定性は可能な反応物の安定層の有無と強い相関があることを明らかにした。また角度スキャンにより結晶薄膜中の埋もれた領域の原子変位を調べた。(9)電子ビ-ム蒸着法を用いてSi基板上にSrVO_3膜を堆積し、膜の電気抵抗率としてバルク材料なみの低い値を得た。また水素のECRプラズマを用いたSi表面の清浄化により接触抵抗の低減を図っている。