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-FeSi
fabricated by ion beam sputter deposition method斉藤 健; 山本 博之; 山口 憲司; 仲野谷 孝充; 北條 喜一; 原口 雅晴*; 今村 元泰*; 松林 信行*; 田中 智章*; 島田 広道*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.321 - 325, 2003/05
被引用回数：7 パーセンタイル：46.82(Instruments & Instrumentation)放射光を利用したX線光電子分光法(XPS)を用い、-FeSiの表面酸化過程を解析した。Si(111)基板表面に-FeSiを生成後、約2日間大気曝露を行い、表面酸化を試みた。XPSによりシリサイド表面の非破壊深さ方向分析を行った結果、シリサイドはアイランド状の構造をとっており、基板のSi表面も一部露出した構造をとっていることが明らかとなった。シリサイド精製時のアニール温度や初期膜厚の違いにより、表面組成が異なることが明らかとなった。シリサイド表面がSiリッチな状態の試料に関し表面酸化を行った場合には、表面に非常に薄いSiO薄膜が生成し、シリサイドがほとんど酸化されなかった。しかしながら、Feリッチな試料の場合にはシリサイドが著しく酸化されることが確認された。このことから、表面付近に生成するSiO酸化物相がシリサイド薄膜の酸化保護膜として機能していることが推測された。
-FeSi薄膜の結晶構造におけるSi基板処理効果原口 雅晴; 山本 博之; 山口 憲司; 笹瀬 雅人*; 仲野谷 孝充; 斉藤 健; 北條 喜一
真空, 45(10), p.749 - 753, 2002/10
環境半導体,-FeSiは人体への悪影響が少なく、資源も豊富に存在する元素からなる環境に配慮した材料であり、受発光素子・熱電変換素子などへの応用が期待されている。本研究ではSi基板の表面処理法が成膜した-FeSiの結晶性に及ぼす影響を検討することを目的として、高温加熱処理,スパッタ処理,化学処理の3種の異なる方法で処理した基板を用いてそれぞれFeをスパッタ蒸着し成膜を試みた。得られたX線回折スペクトルから、高温加熱処理した基板を用いた場合は成膜温度973Kにおいて相ではあるものの種々の結晶方位が混在する膜となった。一方スパッタ処理,化学処理による基板の場合ではいずれも比較的良好な結晶性を持つ-FeSi膜が得られた。スパッタ処理法は簡易ではあるが表面に欠陥が残ることが予想される。この処理法によって原子レベルで平滑な表面が得られる化学処理と同等以上の膜が得られたことは、基板表面における拡散・反応過程が重要な過程となる本成膜法では欠陥の存在がFe-Si相互拡散を促進させ、薄膜形成に有利に働いたことを示している。
-FeSiの作製仲野谷 孝充; 笹瀬 雅人*; 山本 博之; 斉藤 健; 北條 喜一
真空, 45(1), p.26 - 31, 2002/01
イオンビームスパッタリング法を用いて、次世代化合物半導体として期待の高い-FeSiのエピタキシャル成長薄膜の作製を試みた。最適な作製条件を決定するため、Fe蒸着中のSi基板の温度及び、蒸着するFeの量を変化させて実験を行った。形成されたシリサイド薄膜の結晶性と表面の形状はそれぞれ、X線回折法と走査型電子顕微鏡にて評価した。結果、Fe蒸着量33mn,Si基板温度700
で-FeSiのエピタキシャル性の良好な薄膜作製に成功した。一方、700以上では高温相である-FeSiが形成され、温度の上昇に伴い増加した。さらに基板温度を固定して蒸着量を変化させた実験から、
相の生成は基板温度だけでなく、Feの蒸着量にも大きく依存することを明らかにした。
-FeSi) thin films prepared by ion beam sputter deposition (IBSD) method笹瀬 雅人*; 仲野谷 孝充; 山本 博之; 北條 喜一
Thin Solid Films, 401(1-2), p.73 - 76, 2001/12
被引用回数：32 パーセンタイル：80.42(Materials Science, Multidisciplinary)近年、地球上に豊富に存在し、かつ生体に対し毒性の少ない元素から構成される半導体、いわゆる「環境半導体」と呼ばれる材料の作成が試みられている。これらの中でFeとSiから構成される-FeSiは優れた受発光特性や熱電変換特性を示すことから非常に有力な候補として注目されている。われわれはイオンビームスパッタ蒸着法によりSi基板上への-FeSi薄膜のエピタキシャル成長を試みた。特に、-FeSi薄膜の生成及び結晶性に最も大きな影響を与えると考えられるSiの基板温度とFeの蒸着条件を変化させ、生成した薄膜の構造についてX線回折法及び走査型電子顕微鏡を用いて検討した。これらの結果から、本報において基板温度700で最も良好な-FeSiが得られることを明らかにした。同時にFe蒸着条件によっては相よりも高温で生成する相が基板温度600でも明らかに確認された。これは従来法より低温で相のエピタキシャル成長が可能であることを示唆するものであると考えられる。
-FeSi on Si(111) substrate studied by means of SR-XPS斉藤 健; 山本 博之; 原口 雅晴*; 今村 元泰*; 松林 信行*; 田中 智章*; 島田 広道*; 北條 喜一
Photon Factory Activity Report 2001, (19), P. 205, 2001/00
放射光を利用したX線光電子分光法(XPS)を用い、-FeSi生成過程におけるSi, Feの深さ方向組成分布の解析を試みた。Si(111)基板表面に室温でFeを蒸着後、523K, 723K, 973Kと段階的にアニールを行い、Si/Fe組成の変化の様子を放射光を用いたXPSにより解析した。励起X線エネルギー200
1000eVの範囲でFe/Si比の励起X線エネルギー依存性を解析し、深さ方向分布の解析を行った。実験結果とIMFP値を用いたFe, Siの深さ方向分布シミュレーションの結果と比較した結果、室温でFe蒸着後のアニールを行うことにより、Siが表面のFe相中に次第に拡散することが明らかとなった。その際、Fe層は基板表面に島状構造を形成することも、同時に明らかとなった。また、シミュレーションの結果、島状構造をしたシリサイドは、基板表面50%程度覆っていることも明らかとなった。
-FeSi formation mechanisms on Si(111) substrate by means of SR-XPS斉藤 健; 山本 博之; 北條 喜一; 松林 信行*; 今村 元泰*; 島田 広道*
Photon Factory Activity Report 2000, P. 82, 2000/00
放射光を用いたX線光電子分光法(SR-XPS)により-FeSi生成条件の最適化を行うことを目的としてその生成過程について検討した。実験は高エネルギー加速器研究機構,放射光研究施設,BL-13Cにて行った。Si(111)基板表面に超高真空中でFeを2nm蒸着した後、473973Kの範囲でそれぞれ15分加熱した。各試料について、内殻軌道のスペクトルからFe/Si組成比の深さ方向分布を、価電子スペクトルから物性評価を行った。内殻軌道の強度比を評価することによりFe-Si相互拡散過程の定量的な解析を可能とした。さらに価電子スペクトルからの673K以上で-FeSiの生成が始まることを明らかにした。
