分子線エピタキシによるナノテクスチャの創成-表面誘起反応によるナノ構造の形成-

通过分子束外延创建纳米纹理 - 通过表面诱导反应形成纳米结构 -

基本信息

批准号：
15760082
负责人：
金子新
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760082/
关键词：
シリコンボロンステップ 3次元島分子線エピタキシテクスチャ

项目摘要

今年度はボロン(B)の被覆率を制御しながらシリコン(Si)表面に蒸着し,そのBの被覆率が同表面におけるSiの成長機構に及ぼす影響を明らかにし,次いでBを設計どおりに選択的に蒸着させたSi表面にSiを成長させてナノテクスチャ応用の可能性を検討した.Si(111)表面に対して室温でBを電子線蒸着発源により被覆率0.16〜0.75で蒸着させ,その後にSiを成長温度800℃,成長速度0.008nm/sで成長させた.被覆率が低い場合には,清浄なSi(111)表面におけるホモエピタキシャル成長と同様に,ステップフロー成長にともなうマクロステップの形成が確認された.ただし,被覆率が高いほどステップ間隔が短くかつ直線的になっており,B蒸着によるダングリングボンド数の変化ならびに相晶形成の影響が出ていると考えられる.一方,被覆率が0.7以上ではB蒸着が過多となり,Si-B-Siの界面層に存在する格子歪みの影響と考えられる3次元島の形成が見られた.したがって,被覆率を制御することでテクスチャの構成要素をステップか3次元島のいずれかを選択できることが明らかとなった.次に,幅5μm,ピッチ25μmでBをSi(111)表面に選択的に蒸着させ(被覆率0.02),同表面に前述と同様の条件でSiを成長させた.この結果,Si領域とB蒸着領域において,前者は鋸刃状で間隔の広く,そして後者には直線的で間隔が狭いステップ列がそれぞれ形成された.すなわち,同一表面上に幾何学的特長の異なるステップ列を配置することが可能となった.ただし,Si領域とB蒸着領域の境界部には,それぞれの特徴を混在化させた形状が観察されており,Si成長中にBが水平面内に拡散したものと考えられる.以上から,Si表面に対して被覆率を制御しながらBを局所蒸着することで,代表寸法の異なるステップや3次元島配列したナノテクスチャ創成できる可能性を示すことができた.

This year, we have evaporated the surface of silicon (Si) while controlling the coverage of boron (B), and revealed the effect of the coverage of B on the growth mechanism of Si on the surface of the same surface, and then we have grown Si on the Si surface selectively deposited as designed to examine the possibility of nanotexture applications.B is deposited at room temperature on the Si(111) surface at an electron beam deposition source at覆盖率为0.16-0.75，然后在800°C的生长温度下生长，生长速度为0.008 nm/s。在覆盖范围较低的情况下，确认了宏观的形成，其阶梯流生长与清洁SI（111）表面的同型生长相似。但是，较高的覆盖范围，较短的步骤间隔和线性可能会导致由于B沉积和相结晶形成而导致悬挂键的数量变化。另一方面，当覆盖范围超过0.7时，B沉积会变得过大，并且认为考虑到Si-B-Si界面层中存在的晶格应变的影响。观察到三维岛的形成。因此，据透露，通过控制覆盖范围，可以选择步骤或3维岛。接下来，将B选择性地沉积在Si（111）表面，宽度为5μm，螺距为25μm（覆盖率为0.02），在与先前所述的相同条件下在表面上生长Si。结果，在SI区域和B沉积区域中，前者被视为叶片，并具有宽的间距，后者是线性的，狭窄的间距序列。他们每个人都是形成的。换句话说，可以在同一表面上安排具有不同几何特征的步骤序列。但是，在SI区域和B沉积区域之间的边界上观察到具有混合特征的形状，并且认为B在SI生长过程中散布到水平面。由此，可以在控制Si表面的覆盖率的同时，可以创建具有不同代表性的维度和具有三维岛屿的纳米XT的台阶。