シンクロトロン放射利用の新しいX線回折法による混晶半導体の構造評価

使用同步辐射的新 X 射线衍射方法评估混合晶体半导体的结构

• 批准号: 61214002
• 负责人: 菊田 惺志
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Special Project Research
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61214002/
• 关键词: シンクロトン放射; X線回折法; X線異常分散; X線回折強度曲線; 混晶半導体

本研究は混晶半導体の構造をX線回析法によって解析することを目的としている。入射X線の波長を原子の吸収端近傍に選べば、異常散乱を生ずる。散乱波は振幅とともに位相も変化し、原子散乱因子に異常分散項が付加する。本研究ではとくにこの異常分散効果を利用した。シンクロトロン放射X線は連続スペクトルをもつので、このような研究に適している。試料として【(InAs)_1】【(GaAs)_1】単原子層超格子結晶と【In_(o.53)】【Ga_(o.47)】As半導体アロイ結晶を用いた。いずれもInp(100)基板上にMOCVD法によりエピタキシャル成長させたものである。実験は高エネルギー物理学研究所放射光実験施設でウィグラービームラインで行なった。分光結晶系でAsとGaのK吸収端近傍の波長のX線をとり出し、試料に入射し、回折強度曲線を測定した。【(InAs)_1】【(GaAs)_1】超格子結晶の場合、(004)反射の回折強度曲線にみられた基板からと超格子層からの反射ピークの積分反射強度を求め、それらの比をとった。一方、動力学的回折理論にもとづく計算から積分反射強度の比を得て、実験値と比較した。その結果、(100)原子面についてみると、In-AsとGa-Asの結合長のちがいにより、As原子面は仮想結晶における位置からGa原子面の方へ0.09【A!゜】だけずれていることが解析された。この値は理論値0.12【A!゜】にかなり近い。【In_(0.53)】【Ga_(0.47)】Asアロイ結晶の場合、(004)反射のほかに、(002)、(006)の準禁制反射などに調べた。5umの厚さにわたって深さ方向に、結晶成長条件に影響されたかなりの組成変動がみられた。表面に平行な数個の層に分かれた構造をもち、各層には△d/dに1×【10^(-3)】ていどの差があった。本研究を通じて、異常分散を利用したX線回折法は、結晶評価に有効であることがわかった。

In this paper, the structure of mixed crystal semiconductor is analyzed by X-ray analysis. The wavelength of incident X-rays is selected near the absorption end of atoms, and abnormal scattering occurs. Scattered wave amplitude and phase change, atomic scattering factor and anomalous dispersion term are added In this study, the abnormal dispersion effect of the two groups was utilized. X-ray radiology is an important aspect of research. Sample: [(InAs)_1][(GaAs)_1] Single atomic layer superlattice crystal: [In_(o.53)][Ga_(o.47)] As semiconductor crystal: MOCVD on Inp(100) substrate The Institute of Physics is a research institute for radiation science. X-ray emission, sample incidence and reflection intensity curve of wavelength near absorption end of As and Ga in spectroscopic crystal system were measured. [(InAs)_1][(GaAs)_1] In the case of superlattice crystals, the reflection intensity curve of (004) reflection is calculated from the reflection intensity curve of the superlattice layer. A method of calculating the ratio of integral reflection intensity and calculating the ratio of integral reflection intensity is presented. Results: (100) atomic plane It's not easy to get rid of it.この値は理论値0.12【A!゜】にかなり近い。[In_(0.53)][Ga_(0.47)] As: In case of crystallization,(004) reflection,(002),(006) quasi-forbidden reflection, etc. 5um thickness, depth, orientation, crystal growth conditions affect the composition of the film. The surface is divided into several layers parallel to each other, and each layer is divided into △d/d 1× [10^(-3)]. In this study, the X-ray reflection method was used to evaluate the abnormal dispersion.

项目成果

S.Kikuta;K.Izumi;Y.Oguri;T.Ishikawa;T.Fukui;H.Saito;H.Koizumi;K.Sugii: Photon Factory Activity Report. 4.

S.Kikuta;K.Izumi;Y.Oguri;T.Ishikawa;T.Fukui;H.Saito;H.Koizumi;K.Sugii：光子工厂活动报告。