レ-ザラマン分光法による金属-半導体界面の評価

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金属-半導体構造のうち、まず金(Au)又はインジウム(In)-ガリウムひ素(GaAs)構造をとりあげ、レ-ザラマン分光法を用いて評価を行ったまず、ラマン分光法による評価に適しかつ電極としての特性も失わない金属薄膜の厚さを決定することなど基礎的検討を行った。Inを蒸着した場合は熱処理を施さなくても(100)面のGaAsでは禁制モ-ドである横モ-ド光学(TO)フォノンが観測され、In表面またはInとGaAs界面に微視的な凹凸が発生したことが明らかになった。次に200〜400℃で熱処理を行ったところ、新たな2つのピ-クが生じた。これらのうち1つは、熱処理温度を高くすると強度が著しく増し、従来の混晶半導体に関する検討結果とあわせ、In-GaAs構造では熱処理によって、InAsまたはそれに近い組成の混晶半導体InGaAsが形成されることが明らかになった。混晶層の組成についてはX線解析の測定によっても確認された。Au-GaAs構造に関しては、表面の荒れ等について、In-GaAs構造とは異なる複雑な振舞いがみられたため、In-GaAs構造に関してある程度の検討を行った後、検討することとした。In-GaAs構造を400℃で熱処理したものについて、更に詳細な検討を行ったところ、縦モ-ド光学(LO)フォノンとプラズモンとの相互作用によると考えられるモ-ドが観測された。このことから、In-GaAs構造に熱処理によって生じた混晶半導体はかなりキャリヤや密度の高いn形であることが明らかになった。キャリヤ発生の原因については、現在検討中である。そのほか電気的特性と以上の検討結果との相関について検討を行っている。