1990 Fiscal Year Annual Research Report
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02402020
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
南日 康夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (10133026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大井川 治宏 筑波大学, 物質工学系, 助手 (60223715)
川辺 光央 筑波大学, 物質工学系, 教授 (80029446)
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| Keywords | GaAs / IIIーV族化合物半導体 / 表面処理 / 硫化物処理 / 表面構造 / 表面欠陥 / 界面欠陥 |
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| Research Abstract |
硫化物によるGaAs表面処理法は、GaAs以外のIIIーV属化合物、すなわちGaP、(Al・Ga)As、InP、InAsに於いても有効であることを確かめた。すなわち、ショットキ-障壁高さの金属の仕事関数への依存性、あるいは、オ-ジェ電子分光法や反射高速電子線回折、光電子分光法などによる表面解析の結果は、以下の点で共通であり、硫黄による処理効果は普遍的なものであると言える。
(1)通常のエッチング液で処理した表面は、自然酸化膜で覆われているが、多硫化アンモニウム溶液で処理すると、その酸化膜はほぼ完全に除去される。
(2)バルク結晶のエッチング作用があり、酸化膜直下の表面欠陥層を除去する。
(3)低温での真空中では、化学吸着した単原子層の硫黄が表面を被覆しており、(1x1)構造を示す。この状態では、SーIIIとSーVの2種類の結合が同時に存在する。
(4)250℃程度に加熱すると、SーV結合は消失し、SーIII結合が支配的になる。それに伴い、表面構造は(1x1)から(2x1)へと変化する。
(5)500℃以上では、硫黄は表面から急速に解離し、それに従い、硫黄による処理効果は失われる。
さらに、処理後の表面で硫黄がどの位置に固着しているかを決定するべく、青野、片山(理研)と共同研究をすすめ、InAs(001)表面を直衝突型イオン散乱分光装置で測定・評価した。それらの解析結果は、今までの表面解析の総合モデルである上記の事項とよく合致する。更に、共同研究を進めている、岡崎らの理論解析グル-プ(筑波大)らの理論モデルによる解析結果、谷川ら(筑波大)の陽電子消滅法による観察結果等も、補強的あるいは相補的なデ-タであり、多面的にかつ総合的に、この処理界面の解明を進めている。
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[Publications] H.Oigawa: "Epitaxial Growth of Al on(NH_4)_2SxーTreated GaAs" Jpn.J.Appl.Phys.29. L544-L547 (1990)
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[Publications] J.ーL.Lee: "The Effect of Surface Oxides on the Creation of Point Defects in GaAs Studied by Slow Positron Beam"," Jpn.J.Appl.Phys.30. L138-L141 (1991)
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[Publications] H.Oigawa: "Universal Passivation Effect of (NH_4)_2Sx Treatment on the Surface of IIIーV Compound Semiconductors" Jpn.J.Appl.Phys.30. L322-L325 (1991)
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[Publications] J.ーL.Lee: "Evidence for the passivation effect in (NH_4)_2Sxーtreated GaAs observed by slow positrons" Appl.Phys.Lett.58. (1991)
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[Publications] H.Sugahara: "Synchrotron radiation photoemission analysis for (NH_4)_2Sxーtreated GaAs" J.Appl.Phys.65. (1991)
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[Publications] M.Katayama: "Surface Structure of InAs (001) Treated with (NH_4)_2Sx Solution" Jpn.J.Appl.Phys.30. (1991)
