高温における半導体表面のエッチング現象の解明

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本研究では温度可変STMを用いてエッチング現象を高温で"その場観察"することによりエッチング現象における動的な脱璃過程の解明をおこなうためにこれまでに当研究室においてすすめられてきたUHV-STMやUHV-BEEMの開発技術、分子線エピタキシャル装置を用いた高品質のGaAs,SiC,GaNなどの化合物半導体の作成技術等の総合的な研究実績をベースにして温度可変高性能UHV-STMを設計・開発しようとするものであるが種々の事情を考慮して温度可変高性能UHV-STM装置本体はユニソク社に特注の仕様で発注しその制御用ソフトウエアーとしては定評のあるRHK社の最先端のものを用いることにした。温度可変高性能UHV-STM装置本体は昨年度末に納入されこれを立ち上げRHK社制御装置を用いて性能評価をおこなっているところである。装置立ち上げと平行して本研究では、MBE搭載の超高真空走査トンネル顕微鏡(UHV-STM)や反射高速電子回折(RHEED)・オージェ分析法をベースに、ウルツ鉱型GaN表面上でGa終端の場合とN終端の場合ついて、表面の最安定構造を明らかにしさらにはその諸表面におけるハロゲンガスの化学反応過程を調べた。そして塩素(Cl)のウルツ鉱型GaN表面上での化学反応を調べ、Ga終端面ではガス相GaCl2/N2形成によるエッチングが熱励起過程としておこるに対してN終端面ではN-2x2相の形成によりエッチングが抑制されることを明らかにした。