水素界面の評価と薄膜成長機構; 水素終端Si面上へのSrO, SrTiO薄膜成長機構の解明のために

朝岡 秀人

KEK Proceedings 2004-5, p.52 - 53, 2004/08

高集積化,多機能化が進む集積回路ではこれまでの材料の物理的限界が指摘されている。そして新たな物質検索を困難にさせているものが、ヘテロ成長における基板と機能性薄膜間での結晶構造,化学結合様式,熱膨張率などの物質固有特性の不一致である。本研究では、鍵をにぎると考えられるヘテロ界面の制御をSi基板表面の不活性化を通して試み、その界面の解析と、そこに存在する新たな結晶成長機構を明らかにすることを目指している。これまでに化学結合が露出するSi接合界面に水素終端処理を行うことによって格子不整合度による成長物質の制約が緩和され、不整合が12.0%と大きいためこれまで良質な薄膜が得られなかったSiとSrとの物質間で、ヘテロエピタキシャル成長に成功している。得られた薄膜の特性は遷移層を経ない基板表面への直接成長が可能であること,一般のSi基板上での成長と比較し、内部応力が小さくなり数原子層目からバルクの格子定数を有するストレスフリーの薄膜が成長したことを確認した。現在蒸着後の水素自身の挙動に注目し、中性子反射率計などを用いた評価を試みており、水素界面がもたらす新たな成長機構の解明を行っている。