原子層エピタキシーにおける最表面層の元素置換現象

原子层外延中最外层的元素置换现象

• 批准号: 05650006
• 负责人: 関 壽
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650006/
• 关键词: 原子層エピタキシー; III-V族化合物半導体; 置換現象; V族元素置換

最近、我々はGaAsの原子層エピタキシーにおいて、成長後の表面をP雰囲気中に置くと、表面のAs元素がP元素に置換する現象を見出している。このような現象の理解は、原子レベルでの界面急峻性を必要とする超格子デバイスの作製、またALE成長メカニズムの解明などに対して、新しい知見を与えてくれるものと考えられる。そこで本研究では、原子層エピタキシーにおける最表面層の元素置換現象が、III-V族半導体においてどのような条件でどのように起こるのか、III族元素の置換現象とV族元素の置換現象にどのような違いがあるのか、などの点を研究することを目的としている。これまでに、III族元素をGaに固定し、V族元素の置換現象、特に表面のAs元素がP元素に置換される現象について、P雰囲気への接触時間やP_4分圧、成長温度などをパラメータとして成長実験を行った。そして、これらの成長結晶の組成変化を二結晶X線回折およびESCAにより測定することにより、置換量の定量的な測定を行った。その結果、P_4接触時間、P_4分圧、成長温度の増加とともに成長層中のP組成が増え、As元素がP元素に置換されていく様子が定量的に求められた。その置換量のP_4接触時間および分圧依存性から、反応速度論的な検討を行っている。また、この置換現象の温度依存性から、表面のAs元素がP元素に置換する際の見掛けの活性化エネルギーとして、81.8kJ/molという結果を得た。現在、V族元素の組み合わせを逆にし、表面のP元素がAs元素に置換される現象についての実験を開始している。

Recently, we have seen the phenomenon that the atomic layer of GaAs is separated from each other, and the surface of GaAs after growth is replaced by P element, and the surface As element is replaced by P element. The understanding of this phenomenon, the interface urgency of the atom, the necessity of the superlattice, the mechanism of the growth of the atom, the solution of the atom, the new knowledge, and the examination of the atom. In this study, the atomic layer is the most superficial layer of the element replacement phenomenon, III-V semiconductor in the condition of the substitution, III group element replacement phenomenon V group element replacement phenomenon, the purpose of the study. This phenomenon includes the fixation of Ga in group III elements, the substitution of V elements, the substitution of As elements in special surfaces with P elements, the contact time of P elements, the partial pressure of P_4, the temperature of growth, and the growth of P elements. The composition of the growing crystals was changed by X-ray diffraction and ESCA. P_4 contact time, P_4 partial pressure, growth temperature, P composition in growth layer, As element, P element substitution, quantitative analysis Based on the dependence of the displacement amount on P_4 contact time and partial pressure, a theoretical discussion of inverse velocity theory is carried out. The temperature dependence of the substitution phenomenon, the activation of As element on the surface and the substitution of P element, 81.8 kJ/mol were obtained. At present, the combination of V group elements is reversed, and the phenomenon of P element and As element substitution on the surface is beginning to change.

项目成果

H.IKEDA,Y.MIURA,N.TAKAHASHI,A.KOUKITU and H.SEKI: "Substitution of Surface Adsorbed As Atoms P Atoms in Atomic Layer Epitaxy" Applied Surface Science(Elsevier Science Publishers B.V.). December. (1994)

H.IKEDA、Y.MIURA、N.TAKAHASHI、A.KOUKITU 和 H.SEKI：“原子层外延中表面吸附原子 P 原子的替代”应用表面科学（Elsevier Science Publishers B.V.）。