シリコン成長表面の原子的構造

シリコン(111)上おらび(113)表面上のシリコンの成長中の原子的構造の変化をしらべた。シリコン(111)7×7構造は付着原子(Adatom)ー2量体(Dimer)ー積層欠陥(Stacking fault)構造(略してDAS構造)であることが知られている。室温におけるこの表面でのシリコン成長では、反射高速電子回折(RHEED)回形および入射角依存性(ロッキング曲的)から、蒸着初期において、DAS構造の付着原子の3本の結合のうち2本を2コのシリコン原子が反応してピラミッド型クラスタ-構造に変化することを示した。また室温においては積層欠陥は界面に残り、この上にピラミッド型クラスタ-構造が形成され、さらに蒸着すると非晶質層が成長することを示した。300℃以上の高温基板温度においては成長中にRHEED強度の振動が観察された。この振動は700℃で消え、この温度から成長がステップフロ-型になったことを示した。RHEED強度振動が観察される基板温度では、成長表面構造に7×7構造とともに5×5構造が現われた。成長中表面に対するロッキング曲的の解析から5×5構造もDAS構造であることを示した。またこの5×5構造とRHEED振動との関連から、5×5構造がテラス上の核生成によって形成されることを示した。基板温度300℃における成長においては、ロッキング曲的の解析から成長表面の構造がDAS構造と異なることを見い出した。この構造はピラミッド型クラスタ-構造であり、この様な平安定構造の出現は高温における成長においても中間構造としてこの様な構造が現われていることを示している。シリコン(113)表面上の室温でのシリコン成長は(111)上とは異なり、エピタキシャル成長することを示した。この時の成長表面は上層部のみか無鉄片構造となり、第2層か3鉄片構造となっていることを示した。

シリコン(111)上おらび(113)表面上のシリコンの成長中の原子的構造の変化をしらべた。シリコン(111)7×7構造は付着原子(Adatom)ー2量体(Dimer)ー積層欠陥(Stacking fault)構造(略してDAS構造)であることが知られている。室温におけるこの表面でのシリコン成長では、反射高速電子回折(RHEED)回形および入射角依存性(ロッキング曲的)から、蒸着初期において、DAS構造の付着原子の3本の結合のうち2本を2コのシリコン原子が反応してピラミッド型クラスタ-構造に変化することを示した。また室温においては積層欠陥は界面に残り、この上にピラミッド型クラスタ-構造が形成され、さらに蒸着すると非晶質層が成長することを示した。300℃以上の高温基板温度においては成長中にRHEED強度の振動が観察された。この振動は700℃で消え、この温度から成長がステップフロ-型になったことを示した。RHEED強度振動が観察される基板温度では、成長表面構造に7×7構造とともに5×5構造が現われた。成長中表面に対するロッキング曲的の解析から5×5構造もDAS構造であることを示した。またこの5×5構造とRHEED振動との関連から、5×5構造がテラス上の核生成によって形成されることを示した。基板温度300℃における成長においては、ロッキング曲的の解析から成長表面の構造がDAS構造と異なることを見い出した。この構造はピラミッド型クラスタ-構造であり、この様な平安定構造の出現は高温における成長においても中間構造としてこの様な構造が現われていることを示している。シリコン(113)表面上の室温でのシリコン成長は(111)上とは異なり、エピタキシャル成長することを示した。この時の成長表面は上層部のみか無鉄片構造となり、第2層か3鉄片構造となっていることを示した。