有機金属イオンビーム法による炭化ケイ素薄膜形成における反応機構の解明

有机金属离子束法碳化硅薄膜形成反应机理的阐明

• 批准号: 01J01051
• 负责人: 松本 貴士
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J01051/
• 关键词: SiC; 有機金属イオンビーム; 有機ケイ素; メチルシリセニウムイオン; 運動量; 運動エネルギー

有機金属イオンビーム法は、有機ケイ素化合物であるジメチルシラン(SiH_2(CH_3)_2)から分子構造中にSi-C結合を有する有機金属イオン:メチルシリセニウムイオン(SiCH_3^+)を生成し、この有機金属イオンビームを前駆体として炭化ケイ素(SiC)薄膜の結晶成長を行う手法である。SiCH_3^+イオンビームを用いたSiC結晶成長法は、良質なSiCヘテロエピタキシャル膜の形成、SiCの低温結晶成長が可能であることをこれまでに報告してきた。その中で、有機金属イオンビームと固体表面の反応過程や、イオンビームの運動エネルギーが100eV以下の極低エネルギー領域におけるイオンビームと材料表面の相互作用に関する報告例は少ないため、極低エネルギーの有機金属イオンビームがSiC薄膜形成に与える効果についての議論は十分に行われていない。本研究課題の目的は、有機金属イオンビーム法による炭化ケイ素薄膜形成過程において、極低エネルギーのSiCH_3^+イオンと結晶成長するSiC薄膜の相互作用について知見を得ることにある。本年度では、前駆体であるSiCH_3^+イオンの持つ運動量・運動エネルギーがSiC結晶成長に与える効果に着目して研究を行った。エネルギー分析部にcylindrical mirror analyzer(CMA)を搭載したプラズマプロセスモニターによりSiCH_3^+イオンのエネルギー分析を行い、本研究で使用するイオンビームが単色的で揺らぎが小さいものであることを確認した。実験を行った結果、イオンビームの運動エネルギーを変化させることにより、基板上に形成されるSiC薄膜が立方晶系と六方晶系の異なる結晶構造を取ることが分かった。

Organic metal イ オ ン ビ ー は ム method, organic ケ イ element compounds で あ る ジ メ チ ル シ ラ ン (SiH_2 (CH_3) _2) か ら に Si - C in the molecular structure combining を have す る organometallic イ オ ン : メ チ ル シ リ セ ニ ウ ム イ オ ン (SiCH_3 ^ +) を generated し, こ の organometallic イ オ ン ビ ー ム を 駆 body before と し て carbonization The <s:1> crystallization growth of ケ aldehyde (SiC) thin films is を by う technique である. SiCH_3 ^ + イ オ ン ビ ー ム を with い は た SiC crystal growth method, good quality な SiC ヘ テ ロ エ ピ タ キ シ ャ ル membrane の may form, SiC の low temperature crystallization growth が で あ る こ と を こ れ ま で に report し て き た. そ の で, organic metal イ オ ン ビ ー ム と solid surface の 応 process や, イ オ ン ビ ー ム の movement エ ネ ル ギ ー が low below 100 ev の エ ネ ル ギ ー field に お け る イ オ ン ビ ー ム と material surface の interaction に masato す る report cases less は な い た め, extremely low エ ネ ル ギ ー の organometallic イ オ ン ビ ー ム に が SiC thin film formation It is very に and われて な な な that is discussed with the える effect of に に て て て. The purpose of this research topic の は, organic metal イ オ ン ビ ー ム method に よ る carbonized ケ イ plain film formation process に お い て, extremely low エ ネ ル ギ ー の SiCH_3 ^ + イ オ ン と crystal growth す る SiC thin film の interaction に つ い て knowledge を must る こ と に あ る. This year で は, former 駆 で あ る SiCH_3 ^ + イ オ ン の hold つ exercise, exercise エ ネ ル ギ ー が SiC crystal growth に and え る unseen fruit に a mesh し を line っ て research た. Youdaoplaceholder0 ギ ギ エネ analysis department にcylindrical mirror Analyzer (CMA) を carry し た プ ラ ズ マ プ ロ セ ス モ ニ タ ー に よ り SiCH_3 ^ + イ オ ン の エ ネ ル ギ を line い ー analysis, this study use で す る イ オ ン ビ ー ム が 単 color で 揺 ら ぎ が small さ い も の で あ る こ と を confirm し た. Line be 験 を っ た results, イ オ ン ビ ー ム の movement エ ネ ル ギ ー を variations change さ せ る こ と に よ り, substrate に form さ れ る SiC thin film が cubic crystal system と hexagonal system の different な る crystal structure を take る こ と が points か っ た.

项目成果

T.Matsumoto, et al.: "Growth of 3C-SiC(100) thin on Si(100) by the molecular ion beam deposition"Surface Science. 493. 426-429 (2001)

T.Matsumoto 等人：“通过分子离子束沉积在 Si(100) 上生长 3C-SiC(100) 薄膜”表面科学。

木内 正人et al.: "イオンビームに含まれる中性粒子のための計測器の試作"真空. 44・3. 380 (2001)

Masato Kiuchi 等人：“离子束中所含中性粒子测量仪器的原型”真空 44・3（2001 年）。

T.Takeuchi et al.: "Ionization of Organosilicon in Freeman-type Ion Source"Advances in Mass Spectrometry. 807-808 (2001)

T.Takeuchi 等人：“弗里曼型离子源中有机硅的电离”质谱分析的进展。