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。

The new Hydrogen Radical Enhanced (HR) film formation method uses a large amount of atomic water to generate, activates organometallic compounds such as molecular species, and accumulates them on low-temperature substrates. CVD is used to achieve low-temperature crystal growth. The raw material compound is easy to decompose due to the collision of atomic water and ZnSe(S,Te) crystal growth due to the substrate temperature of about 200℃. At this time, the substrate surface is close to the exclusion of high quality crystals (ZnSe,ZnSSe). GaAs(100) on the substrate, this technology is used to deposit ZnSe crystal, the end of the film, the detection of high quality crystal, this is confirmed. The active species in the two phases are prevented from being produced by the interaction of lead (DEZn) and DEDSe. It is easy to eliminate the atomic flow of water, and it is easy to produce good crystals. In the HR CVD method, it is easy to confirm that the crystal growth of mixed crystal (ZnSSe) is easy to occur, and it is easy to confirm that the crystal structure of ZnSe (well layer)ZnSSe(layer) is easy to manufacture. The ZnSe/ZnSSe superlattice system is characterized by high light emission and high quality thin film. Basic research on the preparation of ultrafine particles, chemical reaction of HR CVD, crystal particle size control and grain boundary state control

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)。