半導体表面上での個々の金属原子・クラスターの化学結合状態

半导体表面上单个金属原子/簇的化学键状态

• 批准号: 06236219
• 负责人: 岩見 基弘
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Okayama 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06236219/
• 关键词: 金属微粒子; 構造; 化学結合状態; 走査プローブ顕微鏡; SiC; 表面; 界面

本研究では半導体表面上への金属膜形成機構を解明するため以下の研究を行った。まず,基板となる半導体の一つとして炭化珪素(SiC)を取り上げ,その表面組成と構造の温度変化をオージェ電子分光法(AES),走査プローブ顕微鏡(SPM)により調べた。その結果,1000℃を越える熱処理により,半導体表面からSi原子の蒸発が選択的に起こり,半導体表面が炭素リッチな表面に変化すること,及び3x3,√<3>x√<3>,6x6超構造の現れることを見いだした。そして,これらの超構造がDASモデル,グラファイトの1層吸着モデルで説明されることを示した。次に,グラファイト上の金属クラスター生成について,金属としてCoを取り上げ,クラスター・サイズとその構造・電子状態をAES,及び電子エネルギー損失微細構造法(SEELFS)により調べた。その結果,Coの堆積量の変化とともにクラスター径を変化させ得ることを明らかにし,また,クラスタ径の減少とともにCo-Co原子間距離が短くなること,及びCo-M_<2,3>準位の結合エネルギーが大きくなることを見いだした。これは,クラスター・サイズの減少とともにクラスターの体積に対して表面の占める割合が大きくなることで説明されることを示した。また,電子線励起の放射軟X線分光法により,金属膜形成後の界面を非破壊分析する手法により,比較的厚いCr膜を堆積させたCr(薄膜)-Si(基板)接合を調べた結果,室温での堆積時点で既に界面に合金層の生成していることを明らかにした。

In this study, the formation mechanism of the へ <s:1> metal film on the semiconductor surface is を and explained するため. The following <s:1> studies を rows った. ま ず, substrate と な る semiconductor の a つ と し て carbonized stating element (SiC) take on り げ を, そ の surface composition と tectonic の temperature variations を オ ー ジ ェ electron spectrometry (AES), walkthroughs プ ロ ー ブ 顕 micro mirror (SPM) に よ り adjustable べ た. そ の results, 1000 ℃ を more え る hot 処 Richard に よ り, semiconductor surface か ら Si atoms の steamed 発 が sentaku に up こ り, semiconductor surface が carbon リ ッ チ に な surface variations change す る こ と, and び 3 x3, square root < 3 > < 3 > x), 6 x6 ultra structure の is れ る こ と を see い だ し た. そ し て, こ れ ら の ultra structure が DAS モ デ ル, グ ラ フ ァ イ ト の 1 layer sorption モ デ ル で illustrate さ れ る こ と を shown し た. Time に グ ラ フ ァ イ ト の metal ク on ラ ス タ ー generated に つ い て, metal と し て Co take on り げ を, ク ラ ス タ ー · サ イ ズ と そ の structure, electronic state を AES, and び electronic エ ネ ル ギ ー loss fine structure method (SEELFS) に よ り adjustable べ た. そ の results, Co の deposition の variations change と と も に ク ラ ス タ を ー diameter variations change さ せ have る こ と を Ming ら か に し, ま た, ク ラ ス の タ diameter reducing と と も に Co - the distance between the Co atoms が short く な る こ と, and び Co - M_ < 2, 3 > allowed a の combining エ ネ ル ギ ー が big き く な る こ と を see い だ し た. こ れ は, ク ラ ス タ ー · サ イ ズ の reduce と と も に ク ラ ス タ ー の volume に し seaborne の て surface of め る cut close が big き く な る こ と で illustrate さ れ る こ と を shown し た. ま た, electronic wire wound up の radiation soft X-ray spectrometry に よ り, metal film を の interface after the formation of the broken 壊 analysis す る gimmick に よ り, comparison of thick い Cr film を accumulation さ せ た Cr (film) - Si (substrate) joint を adjustable べ た results, room temperature で の accumulation point で both に の に alloy layer interface generated し て い る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

S.Yamauchi,S.Kawamoto,M.Hirai,M.Kusaka,M.Iwami,H.Nakamura,H.Ohshima and T.Hattori: "Valenc-Band Density of States of Near-Noble-Metal (Ni,Pd,Pt) Monosslicides by Using Soft-X-ray-Emission Spectroscopy" Phys.Rev.B. 50. 11564-11569 (1994)

S.Yamauchi、S.Kawamoto、M.Hirai、M.Kusaka、M.Iwami、H.Nakamura、H.Ohshima 和 T.Hattori：“近贵金属态的价带密度（Ni、Pd、

H.Watabe,M.Iwami,M.Hirai,M.Kusaka,H.Nakamura and H.Miyashita: "Nondestructive Study of Metal-Silicon Interfaces Using Soft X-ray Emission Spectroscopy" Mat.Res.Soc.Sympo.Proc,. 320. 225-260 (1994)

H.Watabe、M.Iwami、M.Hirai、M.Kusaka、H.Nakamura 和 H.Miyashita：“使用软 X 射线发射光谱法对金属-硅界面的无损研究”Mat.Res.Soc.Sympo.Proc，

M.Iwami: "Metal-Semiconductor Interfaces 11.Soft X-ray Emission Spectroscopy:Valence Band Electronic Structures of Silicides and Non-destructive Depth Profiling" OHM-SHA,Ed.by A.Hiraki(印刷中), (1995)

M.Iwami：“金属-半导体界面 11.软 X 射线发射光谱：硅化物的价带电子结构和无损深度分析”OHM-SHA，A.Hiraki 编（出版中），（1995 年）

Y.Marumoto,T.Tsukamoto,M.Hirai,M.Kusaka,M.Iwami,T.Ozawa,T.Nagamura and T.Nakata: "Analysis of Heat Trcated 6H-SiC(0001) Surface Using Scanning Tunnelling Microscope" Jpn.J.Appl.Phys.(印刷中). (1995)

Y.Marumoto、T.Tsukamoto、M.Hirai、M.Kusaka、M.Iwami、T.Ozawa、T.Nagamura 和 T.Nakata：“使用扫描隧道显微镜分析热牵引 6H-SiC(0001) 表面”Jpn .J.Appl.Phys.（出版中）（1995）。

C.Heck,M.Kusaka,M.Hirai,M.Iwami and H.Nkamura: "Study of Cr Silicide Formation on Si(100) Due to Solid-Phase Reaction Using Soft X-ray Emission Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys..33,Pt.1. 6667-6670 (1994)

C.Heck、M.Kusaka、M.Hirai、M.Iwami 和 H.Nkamura：“利用软 X 射线发射光谱研究固相反应在 Si(100) 上形成 Cr 硅化物” Jpn.J.Appl