MBE用ガリウム砒素基板の砒素分子線を用いない表面クリーニング法の開発

开发MBE用砷化镓基板不使用砷分子束的表面清洗方法

• 批准号: 07750022
• 负责人: 飯塚 完司
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Nippon Institute of Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750022/
• 关键词: 表面クリーニング; GaAs; 分子線エピタキシ-; 直接成長

分子線エピタキシ-(MBE)法によってガリウム砒素(GaAs)等の化合物半導体をエピタキシャル成長する時のGaAsウエハの新たな表面クリーニング法の開発を行なった。今までは、GaAs表面から選択的にAs原子が蒸発してしまい結晶のストイキオメトリーが損なわれてしまうものと信じられてきたために、As分子線源が設置されている成長室へウエハを移動してから、表面クリーニングを行なわざるをえなかった。しかし、この際に基板表面より脱離した酸素や炭素のガスは分子線原料を汚染したり、ウエハ表面に飛来して成長中に不純物として結晶内に取込まれてしまう恐れがある。そこで本研究課題では、As分子線を必要とせずに前処理室で行なうことができる新たな表面クリーニング法の開発を目的とした。GaAsウエハの加熱温度に対する脱離ガスを四重極質量分析計により測定した結果、COやCO_2等の表面酸化膜構成元素は脱離しても選択的なAsの脱離が起こらない575℃〜650℃という温度範囲が存在することを見いだした。この表面の反射高速電子線回折像はストリーク状であり、表面には残留不純物がまったく残っていないことがオージェ電子分光の結果より判明した。また、このような表面を得るためには30分間の保持が必要であることもわかった。この熱処理過程において表面のGaAsも蒸発し、その厚さは100nm〜150nmであった。このような表面上へ井戸幅が異なる積層型単一量子井戸を成長した結果、従来法によりクリーニングした表面の場合より鮮明な発光スペクトルが得られ、結晶性および平坦性の良さが証明された。また、別な実験として、この表面に量子井戸構造を直接成長しても、500nm程度のバッファ層上に成長した場合と同程度の発光スペクトルが得られた。このように、本研究で開発され、「高温基板前処理法」と命名された新たな手法はGaAs基板の表面クリーニングに非常に有効であることが明らかとなった。

Molecular line chromatography-(MBE) method for the growth of semisomers of compounds such as arsenopyrine (GaAs) and so on. In recent years, GaAs has been developed and the new method of surface chromatography has been developed. Today, the GaAs atom steaming machine selected by the As atom steaming machine test results show that the As atomic vapor storage system is sensitive, the As molecular source is used to set the device, and the As molecular source device is used to grow the temperature in the room to improve the temperature response. The surface of the substrate is separated from the acid, carbon, carbon, molecular line, raw materials, and the surface of the substrate is used to grow and grow. In this study, it is necessary to use the As molecular technology to improve the performance of the laboratory. This is the first step of the study. The results of GaAs temperature measurement, temperature measurement and separation temperature measurement, carbon dioxide and other surface acidizing film formation elements, such as carbon dioxide, are sensitive to the temperature range of 575 ℃ ~ 650 ℃. There are significant differences in the temperature range of temperature range between 575 ℃ and 650 ℃. The reflection of the high-speed electron line on the surface shows that the high-speed electron line is broken, and the residual matter on the surface is not detectable. The results of the spectroscopic results show that the temperature is low. It is necessary to maintain the necessary information on the surface of each other for 30 minutes. During the process, the surface of the GaAs should be steamed, and the thickness of the surface should be between 100nm and 150nm. On the surface of the surface, the results of the growth of the quantum well, the results of the growth of the quantum well. The direct growth of quantum wells on the surface, and the growth of the 500nm-level quantum wells are similar to those of the same level of light. In this study, the "high temperature substrate pre-treatment method" is named the new method of GaAs substrate surface testing is very important.

项目成果

K.Iizuka, K.Matsumaru, T.Suzuki, H.Hirose, K.Suzuki and H.Okamoto: "Arsenic-free GaAs substrate preparation and direct growth of GaAs/AlGaAs multiple quantum well without buffer layer" Journal of Crystal Growth. 150. 13-17 (1995)

K.Iizuka、K.Matsumaru、T.Suzuki、H.Hirose、K.Suzuki 和 H.Okamoto：“无砷 GaAs 衬底制备和无缓冲层的 GaAs/AlGaAs 多量子阱的直接生长”《晶体生长杂志》。