JAIST Repository: 真空蒸着法による有機金属化合物薄膜のエピタキシャル成長
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(2) 真空蒸着法による有機金属化合物薄膜のエピタキシャル成長 内山 智彦. (五味研究室). [はじめに] 次世代の素子として期待される量子サイズ効果デバイスは、それを実現するために. Absorption (a.u.). 不可欠なナノメートルオーダーの超微細構造を構築する技術が確立されていないために、今だ現 実化されていない。我々はこの問題に対し、従来とは異なる新しい超微細構造形成法を提案して いる。その骨子は、有機金属化合物エピタキシャル成長膜のもつ、配向秩序構造を利用すること により、膜形成後に有機基のみを分解・除去して、規則正しい金属原子の配列を基板上に残すこ とである。本研究はその第一段階として、有機金属化合物の薄膜を作製し、大面積かつ一様なエ ピタキシャル成長膜を得ることを目指すものである。 [実験方法] 有機金属化合物は、薄膜化した際の特徴的な配向秩序構造に注目して、ステアリン酸 金属塩および金属フタロシアニンの 2 種類を選択し、真空蒸着法により薄膜を堆積した。蒸着時 の真空度は 1007 Torr 台、基板には水素終端化 Si(111) 面、KCl, KBr(001) へき開面を使用した。 作製した膜は、X 線回折 (XRD) 、反射高速電子線回折 (RHEED) 、X 線光電子分光法 (XPS) 、赤 外吸収スペクトル、走査型電子顕微鏡 (SEM) を用いて評価した。 [結果と考察] ステアリン酸金属塩のうち、ステアリン酸銅ではエピタキシャル成長膜は得られ なかったが、熱分解せずに薄膜化できることが XPS により明らかにされた。一方、ステアリン酸 カルシウム、ステアリン亜鉛、ステアリン酸バリウムでは、エピタキシャル成長膜は得られたが そのいずれにおいても金属原子が欠損しており、分解物が堆積されたと考えられる。図１に、ステ アリン酸バリウムを蒸着源にして作製した薄膜の赤外吸収スペクトルを、粉末の場合と合わせて 示す。粉末の状態では存在した、金属塩に特徴的な COO0 の吸収が薄膜では全く見当たらず、代 わりに C=O に帰属される吸収が新たに出現した。これにより、従来ステアリン酸金属塩のエピタ キシャル膜と考えられていたのは、分解物のエピタキシャル膜であった可能性が高い。一方、金 属フタロシアニンの一種であるバナジルフタロシアニンの薄膜成長では、熱分解せずに薄膜化で きることが XPS により確認され、Si 、KCl 、KBr のいずれにおいてもエピタキシャル成長する可 能性が RHEED,SEM によって示された。図２に、KBr 上に作製した、バナジルフタロシアニン の [100] 入射 RHEED 像を示す。他方位から観察した RHEED 像とあわせて、323-R45 の分子配 置でエピタキシャル成長していることが明らかとなった。. νa(COO -). (a). Scissoring. ν(C=0) Vibrations. (b) Stretching Vibrations. 3000. 2500 2000 1500 Wavenumber (cm -1). 1000. 図 1: ステアリン酸バリウムの 赤外吸収スペクトル. 図 2: KBr 上のバナジルフタロシ アニン薄膜の RHEED 像. [100] に平行に入射. (a)powder (b)thin
(3) lm keywords. ステアリン酸金属塩、バナジルフタロシアニン、真空蒸着法、 エピタキシャル成長. Copyright c 1997 by Tomohiko Uchiyama.
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－８９－..
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