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化合物半導体MIS界面準位に関するピンニング・スポット面内分布モデル

化合物半导体MIS界面态的钉扎点面内分布模型

基本信息

批准号：
20656006
负责人：
長谷川英機
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20656006/
关键词：
GaAs InGaAs 界面制御ピンニング界面準位 MIS C-V PL

项目摘要

本研究の目的は、III-V化合物半導体metal-insulator-semiconductor(MIS)構造の界面準位分布に関する「ピンニング・スポット面内分布(Dps)モデル」を、理論解析とSi超薄膜界面層(Si ICL)構造を用いた実験により定量的に検証することにあり、次の成果を得た。(重)従来界面準位は、面内で均一分布すると仮定されてきた。DSPモデルでは、界面準位分布は面内でナノスケール尺度の不均一性をもち、強いフェルミ準位ピンニングを引き起こすスポット状の領域「ピンニング・スポット」と、ピンニングが弱くバイアスにより電子蓄積層や反転電子層が形成され得るピンニング・フリー領域が共存すると考える。このモデルから期待されるMISアドミタンスのバイアス・周波数・温度依存性を定式化し、コンピュータを用い数値計算を行った。(2)化合物半導体およびsi ICLをMBE成長し、そのsi ICL一部をラジカル窒化したGaAsおよびInGaAsのSi ICL制御MIS試料を作製し、そのアドミタンスのバイアス・周波数・温度依存性を測定した。(3)Si ICLMIs試料について、バンド端フォトルミネセンス(PL)量子効率の励起光強度依存性を非接触測定し、その結果をポーランド・シレジアン工科大学物理学科のアダモヴィッチ教授の協力を得てコンピュータ解析し、マクロな界面準位密度(D_<it>)分布を決定した。(4)C-V法とPL法によるマクロなD_<it>分布がよく一致する一方、MISアドミタンスのバイアス・周波数・温度依存性は、通常のSi Mos理論では全く説明できず、DPSモデルではじめて定量的に説明可能であることを見出した。(5)MBE成長III-V表面やSi成長表面の走査プローブSTM/STS測定も、試料のナノスケールでのDitの面内不均一分布を直接的に示した。(6)GaAsでは、ピンニング・スポット発生を最小化するSi ICLのMBE成長最適膜厚は、5-6monolayer(ML)であるが、スポット発生は完全には抑制できない。一方、InGaAsでは、5-6MLのSiICLにより、スポットがほぼ完全に除去できることが判明した。この差異は電荷中性準位の位置の違いで説明できる。

The purpose of this study is to obtain the results of theoretical analysis and quantitative evaluation of the interfacial alignment distribution of III-V compound semiconductor metal-insulator-semiconductor(MIS) structures. (3) The interface level is uniformly distributed in the plane. DSP level distribution and interface level distribution are in-plane non-uniformity, strong in-plane level distribution and strong in-plane level distribution. In this paper, the author formulates MIS model, cycle number and temperature dependence, and calculates the value of MIS model. (2)Compound semiconductor MBE growth, Si ICL part of the process, GaAs and InGaAs manufacturing MIS sample preparation, all kinds of equipment, cycle number, temperature dependence measurement (3)Si ICLMIs are used to measure the dependence of excitation intensity on quantum efficiency of samples, and determine the distribution of interface quasi-density (D_<it>). (4)C-V method and PL method are consistent in D_<it>distribution, MIS, cycle number, temperature dependence, and general Si Mos theory are complete explanations, DPS, quantitative explanations, and possible explanations. (5)MBE growth III-V surface and Si growth surface investigation, STM/STS measurement, sample sample analysis, Dit in-plane non-uniform distribution, direct demonstration. (6) The optimum film thickness for MBE growth of GaAs is 5-6monolayer(ML). One side, InGaAs, 5-6ML of SiICL, the other side of SiICL is completely removed. This difference is explained by the position of the charge neutral level.

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Frequency Dispersion of GaAs High-k MIS Capacitors with Si Interface Control Laver

具有硅接口控制层的砷化镓高 k MIS 电容器的频率分散

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
J. Vac. Sci. Technol. B 26
影响因子：
0
作者：
唐振尭;白石誠司ほか;長谷川英機;H. Hasegawa and M. Akazawa;H. Hasegawa and M. Akazawa;M. Akazawa and H. Hasegawa;M. Akazawa and H. Hasegawa;M. Akazawa and H. Hasegawa;M. Akazawa and H. Hasegawa
通讯作者：
M. Akazawa and H. Hasegawa

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