Formation of atomically flat -FeSi/Si(100) interface using ion irradiated substrate

イオン照射基板を用いた原子レベルで平滑な-FeSi/Si(100)界面の創製

笹瀬 雅人*; 山本 博之; 倉田 博基*

Sasase, Masato*; Yamamoto, Hiroyuki; Kurata, Hiroki*

イオン照射した表面は欠陥を多く含むことから、高配向な薄膜を成長させるための基板として用いることは適当でないと考えられてきた。しかしながらわれわれは、1keV程度のごく低エネルギーのイオンを照射したSi基板を用い、Feのスパッタ蒸着により界面の急峻で高配向な-FeSi/Si(100)薄膜が得られることを見いだした。本研究では透過型電子顕微鏡を用いて得られた薄膜/基板界面を断面観察し、その構造を原子分解能で解析した。さらにより高いエネルギーで照射したSi基板を用いて成膜した試料との比較を行い、界面近傍における構造とその変化について議論した。

Thin uniform -FeSi films were fabricated on ion irradiated Si(100) substrates to achieve an atomically flat interface. Ion irradiation produces a surface with more defects than chemical etching, however, it is expected that the presence of defects can promote the formation of compound films such as -FeSi that require interdiffusion and reaction processes. However, excess defects can also result in random nucleation, poor crystallinity and a rough interface. Cross-sectional transmission electron microscopy was used to determine the optimum conditions for ion irradiation of the substrate to obtain a clear -FeSi/Si interface.