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Optimization of substrate pretreatment and deposition conditions for epitaxial growth of $$beta$$-FeSi$$_2$$ film on Si(100)

Si(100)基板上に$$beta$$-FeSi$$_2$$膜をエピタキシャル成長させるための基板前処理条件と蒸着条件の最適化

山口 憲司; 濱本 悟*; 北條 喜一

Yamaguchi, Kenji; Hamamoto, Satoshi*; Hojo, Kiichi

シリサイド系半導体の代表格である$$beta$$-FeSi$$_2$$に対して、筆者らはスパッタ洗浄による基板前処理を併用したイオンビームスパッタ蒸着法によって、高配向した$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜の作製に成功している。しかし、最近、成膜温度によって高配向膜が得られる基板前処理条件が異なることがわかった。このことは、基板処理後加熱アニールを行っているとはいえ、スパッタ中に導入された照射欠陥が、少量ながらもシリサイド生成反応に影響を与えていることを示している。本研究では、$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜の配向性に対するスパッタ洗浄時のNe$$^+$$イオンフルエンスに対する依存性を詳細に調べ、薄膜の成長過程における照射欠陥の役割を検討した。

Effect of substrate treatment conditions, deposition temperature and deposition rate on the crystallinity of $$beta$$-FeSi$$_2$$ films formed on Si substrate was investigated. The substrates were treated with Ne$$^+$$ ion beams at room temperature and then annealed at 1073 K prior to film fabrication by means of ion beam sputter deposition (IBSD) method. Combinations of experimental parameters which promote the epitaxial relationship of $$beta$$-FeSi$$_2$$ (100) // Si (100) were defined. Complicated dependence of these experimental parameters on the film structure indicated that careful optimization of substrate treatment conditions and deposition parameters would enable to obtain $$beta$$-FeSi$$_2$$ films with excellent crystalline properties.

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