レーザ誘起原子層エピタキシーによる純正III-V族半導体結晶の製作

激光诱导原子层外延法制备纯III-V族半导体晶体

• 批准号: 05650301
• 负责人: 吉本 昌広
• 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 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-05650301/
• 关键词: レーザ誘起反応; 原子層エピタキシャル成長; ガリウムリン; その場観測; 反射高速電子線回折法; 有機金属分子線エピタキシャル成長法; 二次イオン質量分析法; 表面反応

本研究は、申請者らが見いだしたレーザ誘起原子層エピタキシャル成長法により単原子層成長を実現し、最終的には、原子層エピタキシー法に本来期待されているような良質の半導体結晶(純正半導体結晶)を得ることを目的としている。以下の結果を得た。トリエチルガリウム(TEGa)とホスフィンを原料とする有機金属分子線成長法において、熱による成長がほとんど起こらない400℃以下の低温で窒素レーザを照射することによりGaPを成長した。レーザ照射前はTEGaが基板上に飽和吸着しており、GaP成長表面での反射高速電子線回折(RHEED)像の輝度は一定であった。レーザを照射すると急激に輝度は低下する。その後、輝度は徐々に増加し、レーザ照射前の輝度まで回復する。レーザ照射後の輝度の回復時間はホスフィン流量が増大すれば短くなるが、TEGa流量には依存しなかった。レーザ照射により基板に吸着したTEGaが瞬時に分解することにより輝度は低下し、GaがPと反応することで輝度は回復する。このことは、レーザ照射による成長では原料を同時に供給していても、TEGaの分解反応とGaとPの反応を交互に起こすことができることを示している。上記の反応過程を定量的に扱い、RHEEDの輝度変化を半定量的に説明した。実際にレーザ誘起原子層エピタキシャル成長法でGaPを成長したところ、成長速度は最大0.5原子層/サイクルで1原子層/サイクルに達しなかった。これはPと反応していないTEGa分解種が基板上に残留しており、TEGaの基板吸着が阻害されているためと考えられる。レーザ誘起を行なわない通常の熱反応で成長したGaPの混入不純物を二次イオン質量分析法で測定し、また電気的特性を明確にした。今後、レーザー誘起原子層エピタキシャル成長法によるGaPの混入不純物量および電気的特性を明確にする予定である。

In this study, the applicant and the applicant are concerned that the growth of the atom is the most effective in the growth of the atom. The atomic growth method is expected to improve the growth of the atom and the growth of the atom. in this study, the applicant and the applicant were expected to obtain the growth of the atom by the growth of the atom. The following results are satisfactory. The organic metal molecules of the raw materials of TEGa have been stranded into long-term ones, and the growth temperature of the metal molecules has risen from the temperature below 400 ℃ to the temperature below 400 ℃. The temperature has been irradiated with asphyxiant at low temperature, and the GaP has grown at room temperature. The temperature on the TEGa substrate and the absorption temperature on the GaP substrate before radiation, the reflection of the GaP growth surface on the high-speed power line folded (RHEED) image must be sensitive. He was exposed to radiation and the degree of irritation was low. After exposure, the temperature should be increased slowly, and the temperature should be returned to the temperature before irradiation. After exposure to heavy radiation, the response time is very high, the flow rate is very high, and the TEGa flow rate is dependent on the temperature response. When you irradiate the substrate, you need to immediately decompose the TEGa. The temperature is very low, and the Ga is very sensitive. At the same time, the raw materials for the growth of the raw materials are supplied to the raw materials for the growth of the raw materials. At the same time, the raw materials for the growth of the raw materials are supplied to the raw materials at the same time. The decomposition of the TEGa and the decomposition of the raw materials are coupled with each other. In the last part of the paper, the quantitative information of the process and the degree of RHEED have changed into the semi-quantitative information. The growth rate of GaP is very high, and the maximum growth rate is 0. 5 atom per kiloatom. It is necessary to analyze the residual carbon on the TEGa substrate, and the TEGa substrate absorbs the harmful effect on the substrate. In general, it is necessary to analyze the characteristics of the GaP mixed with the secondary thermal analysis method to determine the characteristics of the diesel and the electric power. In the future, it is necessary to determine the characteristics of the GaP mixed with mass storage electronics. in the future, the characteristics of non-thermal electrons are clearly determined.

项目成果

Masahiro Yoshimoto: "In-situ RHEED observation on surface reactions in laser triered chemical beam epitaxy" Applied Surface Science. (in press).

Masahiro Yoshimoto：“激光尝试化学束外延中表面反应的原位 RHEED 观察”应用表面科学。

Masahiro Yoshimoto: "In-situ reflection high-energy electron diffraction observation of laser-triggered GaP growth in chemical beam epitaxy" Journal of Crystal Growth. (in press).

Masahiro Yoshimoto：“化学束外延中激光触发 GaP 生长的原位反射高能电子衍射观察”晶体生长杂志。

Tadao Hashimoto: "Reflection high-energy electron diffraction observation of surface reaction triggered by pulsed laser irradiation during GaP growth in chemical beam epitaxy" Applied Physics Letters. 63. 2097-2099 (1993)

桥本忠雄：“化学束外延中 GaP 生长过程中脉冲激光照射引发的表面反应的反射高能电子衍射观察”应用物理快报。

Pablo Vaccaro: "Model for reflection high-energy electron diffraction intensity recovery during GaP growth in laser-triggered chemical beam epitaxy" Applied Physics Letters. 63. 3601-3603 (1993)

Pablo Vaccaro：“激光触发化学束外延中 GaP 生长过程中反射高能电子衍射强度恢复的模型”《应用物理快报》。

Pablo Vaccaro: "Two models for RHEED specular spot intensity recovery in laser-triggered chemical beam epitaxy" the Memoirs of the Faculty of Engineering,Kyoto University. 55. 117-132 (1993)

Pablo Vaccaro：“激光触发化学束外延中 RHEED 镜面光斑强度恢复的两种模型”，京都大学工程学院回忆录。