Abstract
在超高真空環境中，利用矽（111）７╳７重構表面，基板加高溫（900℃以上）並通入裂解後的氨氣，可得到極大範圍（至少有200nm見方大小）的乾淨單晶氮化矽週期結構。對於不同的基板溫度，氮化矽表面有著極大的差別，在極高溫（1050℃，6∼600L）的基板成長環境中，可觀察到矽（111）７╳７部分氮化的表面，若降低基板的成長溫度（900℃，12L），則可獲得單晶氮化矽８╳８重構表面與矽（111）７╳７部分氮化表面共存的複雜表面。 掃描穿隧能譜（STS），提供了另一項瞭解此週期結構的工具，可以得到穿隧電導率（Conductance）、局部能態密度（LDOS）、能隙大小，及鍵結情形。並且STS有別於PES與IPES，可以同時取得未填滿態及填滿態（費米能階上下的能態），而且是小至原子等級的。結合鎖相放大器的STS，更使特定頻率、相位以外的雜訊完全濾掉，使得歸一微分穿隧電導曲線圖，所表示的局部能態密度強度更明顯。從我們的數據可以瞭解到在矽（111）７╳７部分氮化表面，Rest Atom是最容易反應的，而Center Adatom最容易受到氮化的影響。另外在單晶氮化矽８╳８表面，填滿態的能態強度（Fermi Level 以下4 eV的位置）遠大於未填滿態；且有類似絕緣體3.5 eV∼5 eV的寬能隙特性。 未來，單晶氮化矽薄膜，可做為在積體電路上良好的阻斷層，而原子等級的研究也是元件縮小後之必然趨勢。此外也可應用於積體電路的電容器，或電子元件與光積體電路結合的良好媒介（如成長氮化鎵）。