Sputter etching of Si substrate to synthesize highly oriented -FeSi films

高配向-FeSi膜作製のためのSi基板表面のスパッタエッチング

五十嵐 慎一; 勝俣 敏伸; 原口 雅晴; 斉藤 健; 山口 憲司; 山本 博之; 北條 喜一

Igarashi, Shinichi; Katsumata, Toshinobu; Haraguchi, Masaharu; Saito, Takeru; Yamaguchi, Kenji; Yamamoto, Hiroyuki; Hojo, Kiichi

われわれはイオンビームスパッタ蒸着法により、シリコン基板上に-FeSi薄膜の作製を行ってきた。薄膜の結晶構造は基板洗浄法に依存し、高配向の-FeSi薄膜の作製にはスパッタエッチングが適していることがわかってきた。われわれはスパッタエッチングの条件を変え、-FeSi薄膜の結晶構造の評価をX線回折法・反射高速電子線回折法により行い、エッチングにおける表面非晶質化が結晶構造に及ぼす影響を明らかにした。非晶質層は高配向膜の形成を妨げる。エッチング後の焼鈍による欠陥回復が、高配向-FeSi薄膜には不可欠であることを明らかにした。

We have evaluated the crystal structure of the -FeSi films formed with various sputter etching of Si substrate. Ne sputter etching of Si (100) substrate was performed with ion energies of 1, 3, and 10 keV. After each etching, the substrate was annealed at a temperature of 1073 K for 30 min. The -FeSi films of 100 nm in thickness were formed at 973 K with the amount of deposited Fe, 30 nm. X-ray diffraction revealed that these films have polycrystalline -FeSi structure but strong preferential orientation aligned as -FeSi (100) // Si (100). Furthermore, the oriented structure of the film was improved by lowering the incident energy of Ne.