電子波共鳴特性向上のための有機金属気相成長ヘテロ界面の原子オーダ平坦化の研究

金属有机气相外延异质界面原子级平坦化改善电子波谐振特性研究

• 批准号: 08750395
• 负责人: 須原 理彦
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tokyo 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750395/
• 关键词: 有機金属気相成長; 単原子層ステップ; ステップフローモード; 共鳴トンネルダイオード

本研究では、InP/GaInAs共鳴トンネルダイオードを有機金属気相成長法により作製し、実測したデバイスの電流・電圧特性から結晶成長条件とヘテロ界面の原子オーダとの関係を明らかにした。有機金属気相成長装置により結晶成長を行った。この現有装置では、III族有機金属材料としてトリエチルインジウム、トリエチルガリウムを、V族材料としてフォスフィン、アルシンを用いた。それら材料ガスの流量および切り換え時間を制御することにより、原子オーダで平坦な成長表面、具体的には原子層ステップと均等幅の平坦テラスを実現するための成長速度、成長温度を調べた、。まずInP(100)基板をフォスフィン中において600℃で7分間熱処理し、その後InPを10nmホモ成長し30秒のアニールすることにより元基板上に平坦化面が比較的容易に得られることがわかった。得られた平坦化面上に、種々の成長条件でInP或いは格子整合したGaInAsを成長させ、成長条件と成長モードとの関係を検討した。得られた結果から成長モードの理論解析を行い、ステップフローおよび2次元核成長を生じる条件を明らかにした。成長表面の原子オーダでの凹凸形状の観察には原子間力顕微鏡を用いた。平坦化成長条件を用いてInP/GaInAs共鳴トンネルダイオード元ウエハを作製した。現有のプロセス装置により18μm径のCr/Au電極を形成し、共鳴トンネルダイオードを作製した。試作した共鳴トンネルダイオードの電流-電圧特性の2階微分特性から共鳴エネルギー幅を評価し、ステップフロー成長により、共鳴準位幅が数十meVに狭搾化できることを明らかにした。

In this study, the relationship between the current and voltage characteristics of InP/GaInAs resonance and the atomic growth of InP/GaInAs interface was investigated. Organic metal phase growth device The present invention relates to a method for preparing organic metal materials of group III, group V and group III, wherein the organic metal materials of group III, group V and group V are used. The flow rate of the material and the change time are controlled. The growth rate and the growth temperature are adjusted. InP(100) substrates are heat treated at 600℃ for 7 minutes, and then InP is grown at 10nm for 30 seconds. The relationship between growth conditions and growth conditions of InP or GaInAs on the planarized surface is discussed. The results of the theoretical analysis of the growth of the two dimensional core The observation of the uneven shape of the growth surface of the atom is carried out by means of atomic force microscopy. Planarization growth conditions are controlled by InP/GaInAs resonance. In the prior art, Cr/Au electrodes with a diameter of 18μm were formed, and resonance was performed. The second order differential characteristic of the current-voltage characteristic of the resonance generator is evaluated, and the resonance amplitude is narrowed to tens of meV.

项目成果

Y.C.Kang,M.Suhara,K.Furuya M.Gault and R.Takemura: "Undeped spacer layer effects on the evaluation on the coherent length in GaInAs/InP resonant tunneling diodes" Physica B. 227. 210-212 (1996)

Y.C.Kang、M.Suhara、K.Furuya M.Gault 和 R.Takemura：“Undeped 间隔层对 GaInAs/InP 谐振隧道二极管相干长度评估的影响” Physica B. 227. 210-212 (1996)

M.Suhara,C.Nagao,N.Honji Y.Miyamoto,K.Furuya,R.Takemura: "A tomically flat CMVPE growth of GaInAs and InP obserbed by A FM for level narrowing in resonant tunneling diodes" Joural of Cryst.Growth. (in press). (1997)

M.Suhara,C.Nagao,N.Honji Y.Miyamoto,K.Furuya,R.Takemura：“通过 A FM 观察到 GaInAs 和 InP 的原子平坦 CMVPE 生长，以缩小谐振隧道二极管的能级”Journal of Cryst.Growth

R.Takemura,M.Suhara,Y.Miyamoto,K.Furuya,Y.Nakamura: "A Current-Voltage characteristics of triple-barrier resonaint tunneling diodes including coherent and incoherent tunneling process" Trans. IEICE. E79-C. 1525-1529 (1996)

R.Takemura，M.Suhara，Y.Miyamoto，K.Furuya，Y.Nakamura：“三势垒谐振隧道二极管的电流-电压特性，包括相干和非相干隧道过程”Trans。