蛍光EXAFS法、X線CTR法を利用したIII/V族半導体接合界面の原子配列の解析

使用荧光 EXAFS 法和 X 射线 CTR 法分析 III/V 族半导体结界面的原子排列

基本信息

批准号：
08750362
负责人：
田渕雅夫
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750362/
关键词：
蛍光EXAFS X線CTR散乱 InGaAs Er添加InP ヘテロ界面組成分布不純物化合物半導体

项目摘要

半導体を利用したデバイスの高機能化が進むに従い、作製された半導体結晶構造の評価技術もますます、その重要度を増している。本研究では、原子層レベルに達した半導体ヘテロ成長層作製技術に対応し、原子層レベルで薄膜の組成や界面の組成分布、添加された不純物の分布や結晶中で不純物のとる位置など、を原子層単位で把握する技術を開発し、さらには得られる知見を利用して原子層レベルで良く構造制御の行われた結晶成長を実現することを目的としてた。本年度は、蛍光EXAFS法とX線CTR法により半導体ヘテロ界面・不純物添加層の評価を行った。OMVPE法で作製したInP/InGaAs/InP試料およびEr添加InP試料を対象とし、InP/InGaAs/InP試料についてはヘテロ層の組成とその前後での組成分布を、Er添加InP試料については、Erの分布や、結晶中でEr原子周辺に作られる結晶構造を明らかにする研究を行った。InP/InGaAs/InP試料については、X線CTR法を用い、ヘテロ界面近傍の1原子層ごとの組成分布が評価に成功し、試料の成長温度や、InGaAs層の膜厚などによって、試料中の組成分布が変化する様子を調べることができた。またEr添加InP試料については、Erのδ添加を行なった試料はX線CTR法により、Erの均一添加を行なった試料は蛍光EXAFS法により解析を行なった。両者は符合した結果を示し、Erの添加温度によって、Er原子周辺の結晶構造が変化すること、また、発光デバイスへの応用を考慮しておこなった発光特性の測定と対比すると、Er原子がInPのInに置換して結晶中に取り込まれる時、最も発光効率が高くなることが明らかとなった。

随着使用半导体的设备在功能方面变得越来越复杂，用于评估制造的半导体晶体结构的技术变得越来越重要。 In this study, in response to the technology for fabricating semiconductor hetero-growth layers that has reached the atomic layer level, we have developed a technology that can grasp the composition of thin films, the composition distribution at the interface, the distribution of added impurities, and the location of impurities in the crystals, in units of atomic layers, and the aim is to utilize the knowledge obtained to achieve crystal growth with well-structured structure at the原子层级别。今年，使用荧光EXAFS方法和X射线CTR方法评估了半导体异源面和杂质掺杂层。进行了研究以阐明杂层的组成以及通过OMVPE方法制备的INP/INGAAS/INP样品之前和之后的组成分布，并阐明ER的分布以及晶体中ER原子周围产生的晶体结构。对于INP/INGAAS/INP样品，使用X射线CTR方法成功评估了杂界附近每个原子层的组成分布，并且可以研究样品中样品内的组成分布如何根据样品的生长温度和Ingaas层的膜厚度而变化。此外，对于ER添加的INP样品，通过X射线CTR方法分析了添加了δER的样品，并通过荧光EXAFS方法分析了均匀添加ER的样品。两者显示出匹配的结果，并且在与发射特性的测量相比，考虑到光发射器件的应用，据揭示，当ER原子被INP替换并掺入晶体中时，发光效率最高。