超高真空中熱処理における-FeSi単結晶基板の表面モフォロジー変化

Surface morphology changes of single crystalline -FeSi substrate by heat-treatment in ultrahigh vacuum

落合 城仁*; Mao, W.; 関野 和幸*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝  ; 山口 憲司

Ochiai, Kunihito*; Mao, W.; Sekino, Kazuyuki*; Udono, Haruhiko*; Esaka, Fumitaka; Yamaguchi, Kenji

-FeSiの発光起源の解明や近赤外受光素子への応用に必要となる高品質な-FeSi膜を得るため、Si基板の代わりに-FeSi単結晶基板を用い、-FeSi(100), (101), (110), (311), (111)のホモエピタキシャル成長を行っている。しかし、成長した膜には穴状の欠陥が見られるなど課題がある。今回、これらの欠陥の発生原因を探るべく、結晶成長前に行う高温熱処理後の基板表面のモフォロジーを原子間力顕微鏡(AFM),走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。高温熱処理を施した-FeSi単結晶基板をAFMにより評価したところ、(100)面では直径200600nm程度の中央部に核を有する穴状の構造と、直径50100nmの凸構造が見られた。また、(101)面では、50100nmの粒もしくは棒状の凸構造が見られ、熱処理により起こる表面モフォロジーの変化が基板方位により異なることがわかった。(100)面に見られる穴状構造の密度はホモエピタキシャル膜表面に見られる欠陥と同程度であり、膜欠陥の要因の一つであることが示唆された。

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