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Effect of surface treatment of Si substrate on the crystal structure of FeSi$$_{2}$$ thin film formed by ion beam sputter deposition method

イオンビームスパッタ蒸着法によるFeSi$$_{2}$$薄膜作製におけるSi基板の表面処理効果

原口 雅晴*; 山本 博之; 山口 憲司; 仲野谷 孝充  ; 斉藤 健; 笹瀬 雅人*; 北條 喜一

Haraguchi, Masaharu*; Yamamoto, Hiroyuki; Yamaguchi, Kenji; Nakanoya, Takamitsu; Saito, Takeru; Sasase, Masato*; Hojo, Kiichi

環境半導体,$$beta$$-FeSi$$_{2}$$は環境に配慮した元素から構成され、受発光素子・熱電変換素子などへの応用が期待される材料である。本研究ではSi基板の表面処理法が成膜した$$beta$$-FeSi$$_{2}$$の結晶性に及ぼす影響を検討することを目的として、高温加熱処理,スパッタ処理,化学処理の3種の異なる方法で処理した基板を用いてそれぞれFeをスパッタ蒸着し成膜を試みた。得られたX線回折スペクトルから、高温加熱処理した基板を用いた場合は成膜温度973Kにおいて$$beta$$相ではあるものの種々の結晶方位が混在する膜となった。一方スパッタ処理,化学処理による基板の場合ではいずれも比較的良好な結晶性を持つ$$beta$$-FeSi$$_{2}$$膜が得られた。透過型電子顕微鏡による薄膜断面の像からもそれぞれの基板処理法によって基板表面の構造とともに膜の結晶性が変化することを示すとともに、簡易な処理法であるスパッタ処理においても結晶性が良好であることを明らかにすることができた。なおホール効果測定によるキャリア密度との関係についても併せて議論を行った。

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