電気化学プロセスを利用したショットキー接合形成における溶液/半導体界面の反応機構

利用电化学过程形成肖特基结的溶液/半导体界面的反应机制

• 批准号: 11118202
• 负责人: 橋詰 保
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118202/
• 关键词: 電気化学プロセス; ショットキー接合; 化合物半導体; 表面処理; フェルミ準位ピンニング; 自然酸化膜; ナノショットキー

本研究では、溶液処理およびパルス電界を利用する電気化学プロセスを用いて、III―V族化合物半導体の代表的材料のInP、GaAs、GaNに対して表面制御を試み、さらに、ナノメーター領域のショットキー接合の形成と評価を行った。得られた主な成果を以下にまとめる。(1)まず、Al_<0.17>Ga_<0.83>N面の溶液処理後の化学状態に関して詳細に調べた。XPS測定により、大気中に放置された表面ではOlsピーク強度が非常に高く検出され、表面が自然酸化膜に覆われていることが分かった。さらに詳細な角度依存解析より、最表面はAl酸化物が支配的な成分であり、自然酸化膜の組成構造が単純ではないことが示唆された。この自然酸化膜は、アンモニア溶液処理によって除去され、化学量論的組成に近い規定された表面が得られることが明らかになった。(2)次に、パルスモード電気化学プロセスによる、金属ナノコンタクトの形成とその評価を行った。EBリソグラフィーによる窓空け領域が約100nmの場合でも、その中心部に直径10〜20nmのPtナノコンタクトが形成できることが明らかになった。AFMシステムを用いて測定したPtドット/n-InP接合のI-V特性により、1つ1つのPtドットとInP表面との接合界面がショットキー特性を有していることが分った。さらに詳細な評価とシュミレーションにより、フェルミ準位のピンニングが緩和した、ナノショットキー界面が形成されている可能性が示唆された。

In this paper, we study the application of electrochemistry in the field of solution treatment, and evaluate the surface treatment of InP, GaAs and GaN, which are representative materials of III-V compound semiconductors. The result is: (1)The chemical state of the Al_ Ga_N and Al_<0.17>Ga_<0.83>N surfaces after solution treatment is carefully tuned. XPS measurements show that the surface of the film is highly acidic, and the surface is naturally acidified. Detailed angle-dependent analysis shows that the most surface is dominated by Al acid, and the composition and structure of natural acid film are pure. The natural acidified film was removed from the solution and the chemical composition was determined. (2)Second, the electrical and chemical properties of the metal are evaluated. The diameter of the center part of the EB is 10 ~ 20 nm, and the diameter of the Pt is 10 ~ 20nm. AFM was used to determine the I-V characteristics of Pt/n-InP joints. In addition, the possibility of forming an interface between the two systems is also discussed.

项目成果

R.Nakasaki: "Insulator-GaN Interface Structures Formed by Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition"Physica E. (in press). (2000)

R.Nakasaki：“通过等离子体辅助化学气相沉积形成的绝缘体-GaN 界面结构”Physica E.（出版中）。

T. Hashizume: "Nitridation of GaP (001) surface by electron-cyclotron-resonance assisted N_2 Plasma"Applied Physics Letters. 75. 615-617 (1999)

T. Hashizume：“通过电子回旋共振辅助 N_2 等离子体氮化 GaP (001) 表面”应用物理快报。

H. Takahashi: "XPS and UHV contactless characterization of novel oxide-free InP passivation process using silicon surface quantum well"Japanese Journal of Applied Physics. 38. 1128-1132 (1999)

H. Takahashi：“使用硅表面量子阱的新型无氧化物 InP 钝化工艺的 XPS 和 UHV 非接触式表征”日本应用物理学杂志。

Y. Koyama: "Formation Processes and Properties of Schottky and Ohmic Contacts on n-type GaN for Field Effect Transistor Applications"Solid-State Electron.. 43. 1483-1488 (1999)

Y. Koyama：“用于场效应晶体管应用的 n 型 GaN 上肖特基和欧姆接触的形成过程和特性”固态电子.. 43. 1483-1488 (1999)

S.Anantathanasarn: "Passivation effects of nitrided GaAs surface using nitrogen radical irradiation"Appl.Sur.Sci. (in press). (2000)

S.Anantathanasarn：“使用氮自由基照射对氮化 GaAs 表面的钝化效果”Appl.Sur.Sci。