Sputter etching effects on photoluminescence of -FeSi grown on Si by ion beam sputter deposition method

イオンビームスパッタ蒸着法によりSi基板上に成長した-FeSiの発光に及ぼすスパッタエッチング効果

Zhuravlev, A. V.; 山本 博之; 志村 憲一郎*; 山口 憲司; 社本 真一  ; 北條 喜一; 寺井 隆幸*

Zhuravlev, A. V.; Yamamoto, Hiroyuki; Shimura, Kenichiro*; Yamaguchi, Kenji; Shamoto, Shinichi; Hojo, Kiichi; Terai, Takayuki*

半導体鉄シリサイドは受発光素子としての応用が期待されているが、その発光が基板Siの欠陥によるものとほぼ同じ0.8eV付近であるため発光起源の特定が必要である。本研究ではSi基板表面処理のためのイオン照射エネルギーを変化させ、鉄シリサイド成膜後に生じる発光特性の差異について検討した。成膜・アニール後の-FeSi/Si、及びこれと同様の基板表面処理を行ったSiについて比較した結果、5keV, Neで表面処理を行った場合はいずれの試料についても得られた発光スペクトルはほぼ同様であった。一方、2keVの場合には-FeSi/Si試料から得られる発光強度の方が高く、-FeSiからの発光の寄与が示唆された。

Semiconducting silicide, -FeSi formed on Si, is known to exhibit photoluminescence (PL) peak at around 0.8 eV. However, substrate Si also has a luminescence peak at 0.80 eV, which nearly coincides with that of -FeSi, so that the origin of PL peak from -FeSi/Si is always a point of issue. In this study, the dependence of PL characteristics sputter etched (SE) Si and silicide on SE Si on ion beam energy applied to Si substrate was investigated. The PL intensity of the annealed -FeSi on Si substrate increased as the SE energy applied to the substrate increased. In the case of 5 keV SE in both cases the strong PL signal was observed thereby indicating the contribution of irradiation defects to the observed PL spectra, but in case of no SE and 2 keV SE the PL intensity from silicide sample are higher than PL from SE Si. It can be concluded that the SE can be employed to control the PL properties of -FeSi film on Si substrate.