原子価不整合系半導体ヘテロ界面の原子層レベル制御とバンド不連続量

价态失配半导体异质界面的原子层能级控制和能带不连续性

基本信息

批准号：
09750034
负责人：
船戸充
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750034/
关键词：
原子価不整合半導体ヘテロ界面 Zn(S)Se GaAs バンド不連続量硫黄原子 ZnSe

项目摘要

本研究では、II-VI族半導体のZn(S)SeとIII-V族半導体のGaAsを積層したときに界面に生じる原子価の不整を利用し、従来、あるヘテロ構造に対して一意に決まると考えられていたバンド不連続の人為的な制御を試みている。今年度は、特に、硫黄(S)原子を界面に挿入することの効果を検証した。以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。1.GaAs上にZnSeを成長する際、ZnあるいはSe原料でGaAs表面をあらかじめ処理した。その結果、処理法の違いにより、価電子帯不連続量が0.6-1.1eVの間で変化することがX線光電子分光法(XPS)測定より分かった。界面にSを挿入した場合でも、変化の程度は同程度であった。これは、格子不整合による欠陥の生成を防ぐためにSの組成を7%に抑えているために、Sによる価電子帯不連続量の変化が、測定誤差内に含まれてしまったためであると考えた。2.上記の実験は、膜厚数nmの試料で行った。これを実際のデバイスに使用する程度の膜厚(μmオーダ)として、界面に存在するSがどのような影響を持っているのかを調べた。具体的には、Zn(S)Seをn型、GaAsをp型としたダイオードを作製し、その電流-電圧特性を測定した。その結果、バンド不連続の制御に基づいた立ち上がり電圧の変化が観察された。さらに、界面にSを挿入した場合に限り、負性抵抗が現れることが分かった。この現象は、界面での原子配列・種類を適当に制御してやれば、界面物性さらにはデバイス特性を人為的に制御できることを意味している。

在这项研究中，我们试图通过利用II-VI半导体II-VI半导体和III-V emipoductor的II-VI半导体和GAAS的Zn（s）SE时发生的，以前认为以前被认为是针对某个异质结构的唯一确定的谱带不连续性。今年，我们专门研究了将硫原子插入界面的效果。从今年的研究中获得的结果如下所示。 1。在GAAS上生长ZNSE时，GAAS表面用Zn或SE原材料预处理。结果，X射线光电子光谱（XPS）的测量表明，由于处理方法差异，价值带不连续性的量在0.6-1.1EV之间变化。即使S插入界面时，变化程度也相同。这被认为是因为S的组成保持在7％以防止晶格不匹配引起的缺陷，因此在测量误差中包括了由于S所引起的价频段不连续性的变化。 2。上面的实验是用膜厚度为几个NM的样品进行的。这被用作在实际设备中使用的膜厚度（按μm的顺序），界面上的S存在何种效果。具体而言，制造具有N型Zn（S）SE和P型GAA的二极管，并测量其电流 - 电压特性。结果，基于条带不连续性的控制观察到上升电压的变化。此外，发现仅当s插入界面时才出现负电阻。这种现象意味着，如果适当控制界面的原子布置和类型，则可以人工控制界面物理属性和设备特性。