半導体用語集
表面構造
英語表記：surface structure
単結晶内部では原子がある規則のもとに配列されているが、表面ではその規則性が破れるため結晶、面方位により特有な表面構造をとる。Si表面は非常に活性なため、大気中の酸素や純水中の溶存酸素と容易に反応し、いわゆる自然酸化膜を形成する。したがって、通常条件では自然酸化膜が形成され、清浄な表面構造は現われない。表面構造をえる方法としては、超高真空で基板を加熱して自然酸化膜を除去し、表面原子を再配列させる方法が一般的である。表面構造は（111）では7×7構造、（100）構造では2×1構造が知られている。表面構造は非酸化雰囲気の高温アニールやエピタキシャル成長でも形成される。H₂アニールやエピタキシャルウェハでは表面再配列が起こり、step-terraceの周期構造が出現することが原子間力顕微鏡で確認されている。（100）面の場合のterrace長は基板のoff angle θに依存し、terrace長 ∝ 1/tan θ の関係があり、θが小さいほど長くなる。θの値が0.01～0.05°ではterrace長が可視光領域になり、このステップが回折格子として振る舞い、rainbow haseなどと呼ばれる光の異常散乱が生じる。
厳密な意味での表面構造とはいえないが、マイクロラフネスと呼ばれるSi基板表面での数Åの凹凸が酸化膜耐圧や電子の移動度に影響を与えるとの報告もあり、一種の表面構造と考えられる。
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