Direct stress measurement of Si(111) 77 reconstruction

Si(111) 77再構成構造のストレス測定

朝岡 秀人  ; 山崎 竜也; 横山 有太; 山口 憲司

Asaoka, Hidehito; Yamazaki, Tatsuya; Yokoyama, Yuta; Yamaguchi, Kenji

Siなど半導体最表面は、表面ダングリングボンドの数を減少させるように独自の再構成構造を示すことから、バルクとは異なる独自のストレスが存在すると考えられている。われわれはSi(111)77再構成表面に水素終端処理を施すことによって11バルク構造を作製し、最表面構造の違いによるストレスの実測を試みた。その結果、Si(111)77再構成構造に存在する引張応力を捉えることに成功した。

We have focused on stress measurements of the reconstructed Si(111) 77 and the H-terminated Si(111) 11 surfaces. In order to obtain information on both the surface stress and the surface structure simultaneously, we have combined the surface-curvature and the reflection-high-electron-energy-diffraction instrumentations in an identical ultrahigh vacuum system. At the beginning of Ge wetting layer growth on H-terminated Si(111), the stress gradient drastically changes accompanied by change in the surface structure resulting from the H desorption. Comparison of the surface stress behaviors between Ge wetting layer growth on the H-terminated Si(111) 11 and the Si(111) 77 surfaces reveals that the Si(111) 11 surface releases 1.6 N/m (=J/m), or (1.3 eV/(11 unit cell)), of the surface energy from the strong tensile Si(111) 77 reconstruction.