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エバネッセント光励起による単原子層エッチングのSTM観察

倏逝光激发单原子层蚀刻的STM观察

基本信息

批准号：
07455005
负责人：
前田康二
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1997
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07455005/
关键词：
単原子層エッチング光励起 STM RHEED ハロゲン半導体電子励起

项目摘要

表面微細加工の究極的技術である表面1原子層毎のエッチング(単原子層エッチング)を実現する方法として、光を用いて表面の原子を選択的に電子励起し非熱的に脱離させることを試みる。今年度はSi/ハロゲンガス系について、どのような条件で単原子層エッチングが実現するかを基礎的見地から明らかにすることを目指して、次のことを行なった。1.光誘起エッチングの励起波長スペクトル測定Si(111)7x7試料表面にAgCl電気分解セルを用いて塩素原子を飽和吸着させ、Nd-YAGレーザー励起色素レーザーもしくは光パラメトリック発振器からのパルス光(3ns)を照射し、Auger電子分光法により光誘起エッチング速度を照射波長の関数として測定した。この結果、200nm台の紫外光域には285nmと245nmの2つの波長で励起ピークを示す2つの異なる脱離機構が存在することが明らかになった。2.光誘起エッチングの励起強度依存性の測定それぞれのピーク波長において励起強度に対するエッチング速度の依存性を測定したところ、285nm域では励起強度に対しsupralinearに依存してエッチング速度が増加するのに対して、245nm域では励起強度に比例してエッチングが起こることが分かった。3.光誘起エッチングの機構に関する考察285nm域の励起スペクトルは基板のバルクSiのバンド間吸収のスペクトルと良く一致することから、バンド間吸収によって生じたキャリア(正孔)が表面の脱離サイトに複数個集まって脱離が起こるとの機構が有力であるとの結論に達した。245nm域の脱離は表面の脱離サイトの直接励起によるものと推定される。このサイトがステップエッジであれば励起波長によるサイト選択性によりステップエッジ後退を優先的に起こさせ単原子層エッチングできる可能性がある。

The ultimate technology of surface micromachining is to realize the method of electron excitation and non-thermal dissociation of surface atoms by light. This year's Si/Si 1. The excitation wavelength of AgCl on the surface of Si(111) 7x7 sample was determined by the method of photo-induced excitation wavelength selection. The absorption wavelength of AgCl on the surface of Si(111) 7x7 sample was determined by the method of Nd-YAG photo-induced excitation wavelength selection. As a result, the excitation wavelength of 285nm and 245nm in the ultraviolet region of 200nm shows that there are two different separation mechanisms. 2. Measurement of dependence of excitation intensity on excitation wavelength and on excitation velocity in 285nm and 245 nm regions 3. The mechanism of photoinduced separation was investigated in the 285nm domain. The results showed that the excitation mechanism of the substrate was strong, and the absorption mechanism of the substrate was strong. 245nm region of the separation surface of the separation from the direct excitation of the first phase This is the first time that a single atomic layer has been created.