Simultaneous Observation of Surface Processes under Exited Gas Phase Atmosphere Using Ion and Light Probes

使用离子和光探针同时观察退出气相气氛下的表面过程

基本信息

  • 批准号:
    12305005
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Thin film growth or etching in exited gas phase atmosphere is often performed as a surface process in various device fabrication procedures, where chemical vapor deposition (CVD) or gas source molecular beam epitaxy (GSMBE) is typically adopted. Although the interaction of gas phase particles (atoms, molecules, ions, plasma) with the surface of materials is a key process in such types of fabrication, its atomic-scale mechanism is not fully elucidated. This is in part due to the lack of appropriate surface analytical techniques feasible in exited gas phase atmosphere.Ion scattering and recoiling spectroscopy (CAICISS/TOF-ERDA) with ions and attenuated total reflection infrared spectroscopy (ATR-FTIR) with light have proven to be useful in in situ monitoring of surface processes, in particular, for the determination of the amount of surface hydrogen atoms. In this project, we have developed a novel method for simultaneous observation of surface processes under exited gas phase atmosphere using ion and light probes.The most significant result of its application is the elucidation of the growth process of Ge/Si(001) hydrogen-surfactant-mediated heteroepitaxy, in which exited atomic hydrogen is dynamically supplied to the growth front as a surfactant. It has been revealed that in the hydrogen-surfactant-mediated heteroepitaxy, (1) a submonolayer of H atoms readily acts as a surfactant, and (2) beyond an optimal H coverage, surface roughening occurs even though a monohydride phase is maintained at the growth front.
在各种器件制造过程中,在退出的气相气氛中的薄膜生长或蚀刻通常作为表面工艺来执行,其中通常采用化学气相沉积(CVD)或气体源分子束外延(GSMBE)。虽然气相粒子(原子、分子、离子、等离子体)与材料表面的相互作用是此类制造中的关键过程,但其原子尺度机制尚未完全阐明。这在一定程度上是由于缺乏适当的表面分析技术可行的退出气相atmos.Ion散射和反冲光谱(CAICISS/TOF-ERDA)与离子和衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)与光已被证明是有用的表面过程的原位监测,特别是,用于测定表面氢原子的量。在本计画中,我们发展了一种利用离子探针与光探针同时观测激发气相气氛下表面过程的新方法,其最重要的应用结果是阐明了Ge/Si(001)氢-表面活性剂介导异质外延的生长过程,其中激发原子氢作为表面活性剂被动态地提供给生长前沿。已经揭示,在氢-表面活性剂介导的异质外延中,(1)H原子的亚单层容易地充当表面活性剂,以及(2)超出最佳H覆盖,即使在生长前沿保持单氢化物相,也会发生表面粗糙化。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M.Katayama 他5名: "Coaxial Impact-Collision Ion Scattering Spectroscopy and Time-of-Flight Elastic Recoil Detection Analysis for In Situ Monitoring of Surface Processes in Gas Phase Atmosphere"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. L576-L579 (2001)
M.Katayama 等 5 人:“用于气相大气中表面过程原位监测的同轴碰撞-碰撞离子散射光谱和飞行时间弹性反冲检测分析”Jpn. Phys.. 40. L576- L579 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Okuno, T.Fujino, M.Shindo, M.Katayama, K.Oura, S.Sonoda, S.Shimizu: "Influence of Mn Incorporation on Molecular Beam Epitaxial Growth of GaMnN Film"Jpn. J. Appl Phys.. 41. L415-L417 (2002)
T.Okuno、T.Fujino、M.Shindo、M.Katayama、K.Oura、S.Sonoda、S.Shimizu:“Mn 掺入对 GaMnN 薄膜分子束外延生长的影响”Jpn。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Oura 他5名: "Influence of Hydrogen-Surfactant Coverage on Ge/Si(100) Heteroepitaxy"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. L790-L793 (2002)
K.Oura 等 5 人:“氢表面活性剂覆盖对 Ge/Si(100) 异质外延的影响”Jpn. J. Appl. 41. L790-L793 (2002)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Katayama 他7名: "Formation of a Si(100)c(8×2) Surface using H-Induced Self-Orgarsiation and H Extraction"Phys.Rev.B. 64. 1534061-1534064 (2001)
M. Katayama 等 7 人:“使用 H 诱导自组织和 H 提取形成 Si(100)c(8×2) 表面”Phys.Rev.B. 64. 1534061-1534064 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J.-T.Ryu, M.Katayama, K.Oura: "Sn Thin Film Growth on Si(III) Surface Studied by CAICISS"Surf.Sci.. 515. 199-204 (2002)
J.-T.Ryu、M.Katayama、K.Oura:“CAICISS 研究的 Si(III) 表面上的锡薄膜生长”Surf.Sci.. 515. 199-204 (2002)
  • DOI:
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  • 批准号:
    15206005
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 27.06万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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