シリコン基板上化合物半導体の結晶成長初期過程

硅衬底上化合物半导体晶体生长的初始过程

• 批准号: 04227218
• 负责人: 曽我 哲夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04227218/
• 关键词: 結晶成長; 成長モード; 転位; 電子顕微鏡; GaP-on-Si; ミスフィット

有機金属気相成長法を用いてシリコン基板上に条件を変えてGaPの結晶成長を行い、結晶成長の初期の段階で原子レベルでどのような機構で成長するか明らかにし、GaP層の膜厚を変えて結晶成長を行う実験から、転位が導入される機構、及び成長の過程で結晶欠陥、歪がどの様に変化するか研究を行った。Si基板上にV/III比、成長圧力、基板の面方位を変えてG鋼Pの成長を行った。V/III比を増加するとGaPの成長モードは島状成長から平担な成長へ移行し、その移行するV/III比は成長圧力の増加と共に減少した。それはPH_3の分解速度、Si基板上への吸着を考えることによって説明できる。また、(111)Si基板上のGaP成長は(100)Si基板上より低いV/III比で平担な結晶が得られた。GaPが平担に成長するモードで結晶成長を行った時、膜厚が90nm以下の時はGaP層には転位は観測されなかった。ところが90nmを超えるとミスフィット転位が観測された。これは結晶成長の初期段階において、GaPがミスフィットによる圧縮応力を受けて結晶成長するためである。膜厚が増加すると90nmでSi測に過剰原子面があるミスフィット転応が入って応力が緩和される。電子顕微鏡観察より、転位はすべて60ﾟ転位であることが確認できた。また、GaP測に過剰原子面がある転位も観測された。これは、成長温度から冷却する過程で熱応力を緩和するために導入されたものである。X線回折よりGaPの結晶方位がSiの方位よりオフ角度の方向にずれていることがわかった。これは、結晶成長時に導入される転位と成長後の冷却時に導入される転位を考えることによって説明できた。

Organic metal 気 each other n を with い て シ リ コ ン substrate を に conditions - え て line GaP の crystallization growth を い, crystal growth, early の の Duan Jie で atomic レ ベ ル で ど の よ う な institutions grow で す る か ら Ming か に し の film thickness, GaP layer を - え て crystal growth line を う be 験 か ら, planning が import さ れ る institutions, and crystallization で owe び の growth process Youdaoplaceholder0, crooked が, <s:1>, に transformation する, を research を line った. On the Si substrate, the にV/III ratio, growth pressure, and substrate <s:1> plane orientation を change えてG steel P <s:1> growth を rows った. V/III ratio を raised plus す る と GaP の growth モ ー ド は island growth か ら flat bear な growth へ transitional し, そ の transitional す る V/III ratio は growth pressure の raised plus と に reduce total し た. The decomposition rate of それ それ ph ₃ and the へ <e:1> adhering を on the Si substrate える で とによって indicate で る る. ま た, (111) Si substrate の GaP growing は (100) Si substrate よ り low い V/III で flat bear な crystallization が than ら れ た. GaP が flat bear に growth す る モ ー ド で crystal growth line を っ た, film thickness below 90 nm が の when は GaP layer に は planning a は 観 measuring さ れ な か っ た. Youdaoplaceholder0 を ろが90nmを ultra-え ると スフィット転 スフィット転 が観 measurement された. こ れ は crystal growth early の Duan Jie に お い て, GaP が ミ ス フ ィ ッ ト に よ る 圧 shrinkage を 応 force by け て crystal growth す る た め で あ る. Film thickness が raised plus す る と 90 nm で に Si test before turning atomic planes が あ る ミ ス フ ィ ッ ト planning 応 が into っ て 応 force が ease さ れ る. Electronic 顕 micromirror 観 examine よ り, planning は す べ て 60 ゚ planning a で あ る こ と が confirm で き た. Youdaoplaceholder0 and GaP measure に through the がある転 position of the retaining atomic plane また 観 measure された. こ れ は, growth temperature か ら cooling す る を moderate heat 応 で force す る た め に import さ れ た も の で あ る. X-ray fold よ よ GaP <s:1> crystallization position がSi <s:1> position よ <s:1> フ Angle <e:1> direction にずれて にずれて る る る とがわ った った った こ れ は, crystal growth, when に import さ れ る when planning a と growth の after cooling に import さ れ る planning a を exam え る こ と に よ っ て illustrate で き た.

项目成果

T.Soga: "The effects of the growth parameters on the initial stage of epitaxial growth of GaP on Si by MOCVD" J.Crystal Growth. (1993)

T.Soga：“生长参数对通过 MOCVD 在 Si 上外延生长 GaP 的初始阶段的影响”J.Crystal Growth。

T.Soga: "Effects of thickness on dislocations in GaP on Si grown by MOCVD" Jpn.J.Appl.Phys.32. (1993)

T.Soga：“厚度对 MOCVD 生长的 Si 上 GaP 中位错的影响”Jpn.J.Appl.Phys.32。