集束イオン打込みによる面内量子効果の出現とその応用

1.集束イオン打ち込みによる不純物ドーピングの研究超高真空集束イオンビーム注入装置を用いて、GaAs結晶基板に、最小0.1μmまで絞ったSiおよびBeイオンの注入を試した。この際、基板表面のマーク位置を2次電子像により検出し、異なった種類のイオンビームの走査領域を精度よく一致できるように制御プログラムの開発を行なった。また、集束イオンビーム注入層の表面に電極を作成し、電気測定を行なう技術を確立した。2.トランジェント・アニールによる欠陥の回復と不純物活性化の研究集束イオンビーム注入層のアニール技術を確立するため、ハロゲンランプアニール法について研究し、打ち込み不純物の活性化と結晶欠陥回復の過程を調べた。従来より引き続いてGaAs粉末法によるAs圧印加下のアニールを行なって、アニール温度が高い場合は、アクセプタが導入され活性化率の低下が起きる場合のあることを確認した。この現象は、【V_(AS)】位置を占めようとするC,Si,Gaの競合関係で説明される。3.高濃度イオン打ち込みによる混晶の形成従来の結晶成長では実現のむづかしい混晶の選択形成を、高輝度集束イオン注入とその後のアニールによって実現する方法について研究を行なった。InP結晶に集束Gaイオンを注入し、アニールを行ない、光学的手法による評価を行なった。高濃度注入のため導入された損傷の回復は不十分であった。フォトルミネッセンス・スペクトルには、バンド・ギャップ以上の発光が観測された。部分的に、GaInP混晶が形成されたが、溶解度ギャップ等の影響により一様な混晶になっていないものと思われる。イオン注入による混晶の形成としては、GaAs中へのAl注入が期待され、また、高濃度注入による損傷を軽減するためにホット・インプランテーションが必要である。

1.集束イオン打ち込みによる不純物ドーピングの研究超高真空集束イオンビーム注入装置を用いて、GaAs結晶基板に、最小0.1μmまで絞ったSiおよびBeイオンの注入を試した。この際、基板表面のマーク位置を2次電子像により検出し、異なった種類のイオンビームの走査領域を精度よく一致できるように制御プログラムの開発を行なった。また、集束イオンビーム注入層の表面に電極を作成し、電気測定を行なう技術を確立した。2.トランジェント・アニールによる欠陥の回復と不純物活性化の研究集束イオンビーム注入層のアニール技術を確立するため、ハロゲンランプアニール法について研究し、打ち込み不純物の活性化と結晶欠陥回復の過程を調べた。従来より引き続いてGaAs粉末法によるAs圧印加下のアニールを行なって、アニール温度が高い場合は、アクセプタが導入され活性化率の低下が起きる場合のあることを確認した。この現象は、【V_(AS)】位置を占めようとするC,Si,Gaの競合関係で説明される。3.高濃度イオン打ち込みによる混晶の形成従来の結晶成長では実現のむづかしい混晶の選択形成を、高輝度集束イオン注入とその後のアニールによって実現する方法について研究を行なった。InP結晶に集束Gaイオンを注入し、アニールを行ない、光学的手法による評価を行なった。高濃度注入のため導入された損傷の回復は不十分であった。フォトルミネッセンス・スペクトルには、バンド・ギャップ以上の発光が観測された。部分的に、GaInP混晶が形成されたが、溶解度ギャップ等の影響により一様な混晶になっていないものと思われる。イオン注入による混晶の形成としては、GaAs中へのAl注入が期待され、また、高濃度注入による損傷を軽減するためにホット・インプランテーションが必要である。