瞬間剥離可能なGaAsエピ層の転位密度低減に向けた層状化合物中間層のステップ制御

层状化合物中间层阶跃控制降低易剥离GaAs外延层位错密度

基本信息

  • 批准号:
    22K04957
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

GaAsなどの半導体基板上にエピタキシャル成長したIII-V族化合物半導体薄膜を剥離し、安価な基板に転写して、剥離後の半導体基板を再利用することは、化合物半導体デバイスの大幅な低コスト化やフレキシブル・エレクトロニクスへの展開が期待できる。我々はこれまでに、二次元層状化合物であるGaSe/In2Se3を中間層に用いてSi基板上にGaAs層をエピタキシャル成長し、二次元層状化合物の劈開性を利用して、GaAs層を瞬間的に薄層剥離する技術を開発してきた。課題は、層状化合物上GaAs層の転位密度が高く、その低減が必要なことである。そこで本研究では、層状化合物上GaAs層の転位密度低減を目指し、層状化合物のステップ密度分布および面方位が、GaAs成長核形成過程、および転位形成に与える影響を明らかにすることを目的にする。本年度は、ステップ端構造の異なる2種類のGaAs(001)微傾斜基板を用い、基板のステップ端の原子種とIn2Se3層がGaSeのエピタキシャル方位に与える影響から、GaSeのステップフロー成長におけるIn2Se3層の役割を検討した。その結果、GaAs(001)微傾斜基板上では、[-110]方向にオフカットした基板の場合に、GaSeのエピタキシャル方位は一方向に強く揃うことが分かった。これは、ステップ端がAs原子となるBステップ端でIn2Se3が選択的に結合して、その後のGaSeの結晶方位を決定していることを示すものである。層状化合物上にGaAsをエピタキシャル成長させるためには、GaSeのステップ端を一方向に揃えて、そのステップ端からのGaAs結晶核形成が重要であることから、GaSeのステップ制御に向けた重要な成果が得られた。
III-V compound semiconductor thin films grown on GaAs semiconductor substrates are expected to be peeled off, deposited on GaAs substrates, and reused after peeling off semiconductor substrates. We have developed a technology for the use of GaSe/In2Se3 as an intermediate layer on Si substrates for the growth of GaAs layers and the use of the cleavage properties of secondary layered compounds for the instantaneous separation of GaAs layers. The problem is that the site density of GaAs layers on layered compounds is high and low. This study aims to clarify the effect of site density decrease on GaAs layer on layered compounds, site density distribution and planar orientation of layered compounds, GaAs growth nucleus formation process and site formation. This year, we will discuss the effects of the different orientation and growth of GaSe on GaAs(001) micro-tilt substrates, atomic species at the top of the substrate and In2Se 3 layers. As a result, GaAs(001) micro-tilt substrate on the reverse,[-110] direction, GaSe and the reverse direction, the case of the substrate, GaSe and the reverse direction, strong and strong. The crystal orientation of GaSe is determined by the combination of In2Se3 and As atoms. GaAs crystal nucleus formation on layered compounds is important in one direction, and GaSe crystal nucleus formation is important in the other direction.

项目成果

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