化学反応制御による半導休超微粒、超薄膜結晶の作製と新物性

化学反应控制半导体超细晶粒和超薄膜晶体的制备及其新物理性质

• 批准号: 02205039
• 负责人: 清水 勇
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02205039/
• 关键词: 原子状水素; 低温結晶成長; 超格子構造; 超微粒結晶; 表面反応制御

マイクロ波プラズマで多量に生成された原子状水素を用い、有機金属化合物など分子種を気相反応で活性化、低温基板上に堆積する新規な成膜法(Hydrogen Radical enhanced:HR)CVDを用い、低温結晶成長を行った。原料化合物として、ジエチルジセレン(DEDSe)などを用いると、原子状水素との衝突で容易に分解し、200℃程度の基板温度で、ZnSe(S,Te)結晶成長が可能になった。この際、基板面近傍に飛来するイオン種を排除すると、欠陥の少ない高品質結晶(ZnSe,ZnSSe)が成長することを見い出した。GaAs(100)基板上に、この技術を用いて堆積したZnSe結晶では、バンド端エキシトンによる蛍光のみが観測される高品質結晶であることが確認された。このように、欠陥の少ない結晶を得るためには、気相中での活性種の反応を阻止するため、2種類の原料、ジエチル亜鉛(DEZn)、及びDEDSeを交互に供給することが有効であった。また、過剰なカルコゲナイドの供給は、原子状水素流で容易に排除されることも、良質結晶生成に役立っていることも分かった。HRーCVD法においては、混晶(ZnSSe)の結晶成長も容易に出来る事を確認すると同時に、ZnSe(井戸層)ZnSSe(バリア層)とする超格子の作製も容易であり、原子レベルで結晶構造の制御が可能であることを確認した。ZnSe/ZnSSe超格子系では、量子サイズ効果により、ZnSe層のエキシトン発光が高エネルギ-シフトし、設計通りの人工構造が形成され、且つ高品質薄膜が保持されていることを確認した。シリコン系超微粒構造の作製においては、HRーCVDにおける堆積表面化学反応において、結晶粒径制御と、粒界状態の制御のための基礎的研究を行っている。

マ イ ク ロ wave プ ラ ズ マ で に generated abundant さ れ た atomistic water element を い, organic metal compounds な ど molecules of を 気 instead 応 で activeness, low temperature, the substrate に accumulation す る new rules な film-forming method (Hydrogen Radical enhanced: HR) CVD を with い line, low temperature crystallization growth を っ た. Raw material compound と し て, ジ エ チ ル ジ セ レ ン (DEDSe) な ど を with い る と, atomistic water element と の conflict で に easily decomposed し, で の substrate temperature 200 ℃, ZnSe (S, Te) crystal growth が may に な っ た. こ の interstate, board face alongside に came す る イ オ ン を expel す る と, owe 陥 の less な い high quality crystals grow (ZnSe, ZnSSe) が す る こ と を see い out し た. GaAs (100) substrate に, こ を の technology with い て accumulation し た ZnSe crystal で は, バ ン ド end エ キ シ ト ン に よ る 蛍 light の み が 観 measuring さ れ る high quality crystal で あ る こ と が confirm さ れ た. Less こ の よ う に, owe 陥 の な い crystallization を must る た め に は, 気 phase で の activity of の anti 応 を stop す る た め, 2 kinds の materials, ジ エ チ ル 亜 lead (DEZn), and び DEDSe を interaction に supply す る こ と が have sharper で あ っ た. ま た, turning な カ ル コ ゲ ナ イ ド の は, atomistic water supply flow で に easily excluded さ れ る こ と も, good quality, and the crystallization generated に servants made っ て い る こ と も points か っ た. HR ー CVD method に お い て は, mixed crystal (ZnSSe) の crystal growth も easy に out る を confirm す る と に, ZnSe ZnSSe opens layer (well) (バ リ ア layer) と す る superlattices の cropping も easy で あ り, atomic レ ベ ル で crystal structure の suppression が may で あ る こ と を confirm し た. ZnSe/ZnSSe superlattice system で は, quantum サ イ ズ unseen fruit に よ り, ZnSe の エ キ シ ト ン 発 high light が エ ネ ル ギ - シ フ ト し, design flux り が の artificial structure form さ れ and つ が keep high quality film さ れ て い る こ と を confirm し た. シ リ コ ン series superfine grain structure の cropping に お い て は, HR ー CVD に お け る stacking surface chemical anti 応 に お い て, crystal grain size royal と, LiJie の suppression の た め の line based research を っ て い る.

项目成果

J.Gotoh: "Coherent Growth of ZnSe Thin Film at Low Growth Temperature by Hydrogen Radical Enhanced Chemical Vapor Deposition" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 1767-1770 (1990)

J.Gotoh：“通过氢自由基增强化学气相沉积在低生长温度下相干生长 ZnSe 薄膜”日本应用物理学杂志。

M.Nakata: "Preparation of μcーSi:H/aーSi:H Multilayers and Their Optoelectric Properties" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 1027-1032 (1990)

M.Nakata：“μc-Si:H/a-Si:H 多层膜的制备及其光电性能”，《日本应用物理学杂志》29. 1027-1032 (1990)。