赤外線反射スペクトルによるエピタキシ-成長の動的過程の研究

1.近赤外線反射スペクトルによるエピタキシ-成長の動的過程を研究する第一段階として、超高真空(10^<-8> Pa)中で、清浄化したSi(lll)面上に下地温度(Ts)を変え蒸着したSi薄膜の反射スペクトルのその場観測を行った。ここで使用した、波長(850〜2000nm;1.4〜0.6eV)はSiのバンドギャップを含み、その付近の状態密度を反映することが予想される。2.膜の反射率(R)は、Ag膜を基準試料として測定し、膜の反射強度を校正し得た。Rの解析は、振動子モデルを用い、振動子としては、3.4eV付近の直接遷移、1.4eV及び1.1eV付近の間接還移に対応する3つを選び、振動子強度(f)・減衰項(γ)・固有振動数(ω)をパラメ-タとして、下地Si及び膜の誘電率及び複素屈折率を求め、繰り返し反射を考慮した、Rの波長依存性を実験デ-タと比較しf・γ・ωを決定した。3.結果(1)アモレファス膜とエピタキシ-膜の誘電率の変化が著しく変化することが分かった。また、Tsを35℃と170℃で作成したアモルファス膜(電子線回折で確認)では、1.4eV付近の振動子のfの増大、γの減少が見られ、この遷移が伝導帯の底から1.4eV上の状態への遷移であることから、伝導帯の底付近に局在した順位が形成されたことを示唆する結果を得た。(2)微結晶粒から成るSi薄膜のRは下地のRと比べ測定誤差範囲内で一致しており、これまでのところ微結晶界面等の界面構造に起因する変化は抽出できていない。測定誤差は±3%で原因は、光学系に対する試料位置のセッティングの微妙な変化が原因であり、誤差を±1%以下に抑えるため位置合わせにレ-ザ等を用いる方式を計画中である。4.本研究費(11月配分決定)で購入した、高感度カメラによる電子線回折像の測定は、現在、組上げが完了したところである。

1.近赤外線反射スペクトルによるエピタキシ-成長の動的過程を研究する第一段階として、超高真空(10^<-8> Pa)中で、清浄化したSi(lll)面上に下地温度(Ts)を変え蒸着したSi薄膜の反射スペクトルのその場観測を行った。ここで使用した、波長(850〜2000nm;1.4〜0.6eV)はSiのバンドギャップを含み、その付近の状態密度を反映することが予想される。2.膜の反射率(R)は、Ag膜を基準試料として測定し、膜の反射強度を校正し得た。Rの解析は、振動子モデルを用い、振動子としては、3.4eV付近の直接遷移、1.4eV及び1.1eV付近の間接還移に対応する3つを選び、振動子強度(f)・減衰項(γ)・固有振動数(ω)をパラメ-タとして、下地Si及び膜の誘電率及び複素屈折率を求め、繰り返し反射を考慮した、Rの波長依存性を実験デ-タと比較しf・γ・ωを決定した。3.結果(1)アモレファス膜とエピタキシ-膜の誘電率の変化が著しく変化することが分かった。また、Tsを35℃と170℃で作成したアモルファス膜(電子線回折で確認)では、1.4eV付近の振動子のfの増大、γの減少が見られ、この遷移が伝導帯の底から1.4eV上の状態への遷移であることから、伝導帯の底付近に局在した順位が形成されたことを示唆する結果を得た。(2)微結晶粒から成るSi薄膜のRは下地のRと比べ測定誤差範囲内で一致しており、これまでのところ微結晶界面等の界面構造に起因する変化は抽出できていない。測定誤差は±3%で原因は、光学系に対する試料位置のセッティングの微妙な変化が原因であり、誤差を±1%以下に抑えるため位置合わせにレ-ザ等を用いる方式を計画中である。4.本研究費(11月配分決定)で購入した、高感度カメラによる電子線回折像の測定は、現在、組上げが完了したところである。