混晶半導体ヘテロ接合界面の原子的構造と電子状態の解明とその関連

阐明混晶半导体异质结界面的原子结构和电子态及其关系

• 批准号: 61214006
• 负责人: 岩見 基弘
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Okayama University
• 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-61214006/
• 关键词: ヘテロ接合; 低温界面反応; 合金化

混晶半導体のヘテロ接含として、今年度は【III】-【V】化合物混晶半導体である【In_(0.82)】【Ga_(0.18)】【As_(0.12)】【P_(0.88)】と金属(Au,Pdなど)との接合をとりあげ、研究を行なった。基板混晶には、液相エピタキシアル法により成長させた結晶を用い、電子分光法により界面構造の解明を試みた。混晶表面は、成長したままの未処理のものと、超高真空排気後【Ar^+】イオン(約2keV)によりスパッタクリーニングを行なったものとの2種の表面を用いた。まず、スパッタリングで表面を清浄化した混晶表面にAuを堆積させると、P,Ga,Asの信号はAu堆積の早い時期(約1nm程度)で消失するが、In信号は依然として観測される。約20nmのAu堆積でIn信号も消失するが、これを室温において熱処理すると、再びInの信号が観測されるようになるが、Ga,As,Pの信号は観測されない。このような試料を表面から【Ar^+】イオンによるスパッタリングにより元素分布の深さ分析を行なうと、スパッタリングの初期にInの信号も消失する。その後スパッタリングを進めると、基板混晶を構成するすべての元素の信号がAuの信号と共存する形で現れ、それは基板の信号へと連続的に変化してゆく。以上の実験結果は、Auと混晶半導体【In_(0.82)】【Ga_(0.18)】【As_(0.12)】【P_(0.88)】のヘテロ接合において、Inの試料表面への選択的拡散と、界面でのAuと混晶半導体構成元素との混合層の存在を示す。一方、Au-InP接合系での同様の実験から、その結果と合回の結果との比較検討により、上記界面混合層中では、少なくともIn,P原子はAuと金属合金化していることが結論された。以上の結果からAu-【In_(0.82)】【Ga_(0.18)】【As_(0.12)】【P_(0.88)】ヘテロ接合では、その界面において合金化の生じていること、また、その結果として、In原子の試料表面への選択的拡散の起っていることが明らかにされた。このような現象は、混晶半導体の表面処理を行なわない場合、Pd層のある場合にも生じる。

Mixed crystal semiconductors include [III]-[V] compounds. Mixed crystal semiconductors include [In_(0.82)][Ga_(0.18)][As_(0.12)][P_(0.88)] and metal (Au,Pd). The crystal structure of the substrate is studied by the method of liquid crystal growth and electron spectroscopy. The mixed crystal surface is grown and untreated, and after ultra-high vacuum evacuation [Ar^+] is removed (about 2 keV), the mixed crystal surface is used for two kinds of surfaces. The Au accumulation on the surface of the mixed crystal was cleared, and the P,Ga,As signal disappeared at the early stage of Au accumulation (about 1nm), while the In signal remained unchanged. About 20nm of Au accumulation In the signal loss, heat treatment at room temperature, and In the signal detection, Ga,As,P signal detection. The sample surface is divided into two parts: [Ar^+],[Ar ^+]. The signal of the element Au is blue shifted, and the signal of the substrate is blue shifted. These results indicate that Au and mixed crystal semiconductor [In_(0.82)][Ga_(0.18)][As_(0.12)][P_(0.88)] are In the middle of the temperature junction, the dispersion of the surface of In sample, and the existence of mixed layers of Au and mixed crystal semiconductor constituent elements at the interface. The results of the same phase In the Au-InP junction system are compared with those of the same phase in the Au-InP junction system. The above results include Au-[In_(0.82)][Ga_(0.18)][As_(0.12)][P_(0.88)] and Au-[In_(0.82)]. This phenomenon occurs in the case of surface treatment of mixed crystal semiconductor and Pd layer.

项目成果

M.Iwami;Y.Watanabe;H.Kato;M.Nakayama;N.Sano: Thin Solid Films. 146. 291-297 (1987)

M.Iwami;Y.Watanabe;H.Kato;M.Nakayama;N.Sano：固体薄膜。