蛍光EXAFSによる成長素過程のその場測定と原子レベルミクロ構造の制御

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04204011
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 竹田 美和 名古屋大学, 工学部, 教授 (20111932)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田渕 雅夫 名古屋大学, 工学部, 助手 ; 大柳 宏之 電子技術総合研究所, 電子基礎部, 室長
• Keywords: 蛍光EXAFS / 成長初期過程 / 原子レベル / 1原子層 / InPAs / 局所構造 / 臨界膜厚 / 結合長

Research Abstract

高エネルギー物理学研究所・放射光実験施設の超高真空ビームラインへの蛍光EXAFS装置とMBE成長装置の接続は、Si/Ge用MBEについて予備実験を行い、化合物半導体用MBE装置は、真空引きおよび基板加熱装置をテストを終わり、RHEEDとLEEDによる独立の実験および測定を行って居るところである。これらの接続はビームライン13番で行われる。ビームライン13番では、ビーム強度を1桁上げ、検出器のカバーする立体角を7倍する。このことにより、さらに希薄な不純物ならびに1原子層以下の超薄膜を測定するための蛍光EXAFSが立ち上がり、これにより1分子層ヘテロ構造ならびに不純物周辺の局所構造の測定に成功している。また、ビームライン4番には、通常の蛍光EXAFS装置があり、小領域間共同研究である磁性体超格子におけるfcc-Feの原子間距離の測定が3月のビームタイムに行われる。
本年度は、成長初期過程のEXAFS測定の前提となる1原子層のみを有するウエファにおける測定を目標に、順次実験を行った。試料としては、InPに挟まれたInP_<0.4>As_<0.6>層およびInAs層を厚さ1000Åから1原子層まで変化させたものを用意した。測定と解析により明らかにされた結合長は、予想に反し、臨界膜厚超過後も極めて緩やかに緩和されることが明らかにされた。不純物周辺の局所構造の測定としては、InP中のSeを取り上げ、Se-In結合長を得た。原子半径としてはSeと同じ値を持つAsでPを置換した場合のAs-In結合長は2.60Åであるにの対し、Se-Inでは2.66Åおよび2.68Åの異常に大きい値を得た。その物理的意味は、イオン化不純物が結合長に及ぼす影響を含めて検討中である。

Research Products

• [Publications] H.Yamaguchi,Y.Takeda and H.Oynagi: "Local structures of sigle-phase and two-phase GaAs_1 _<-x>Sb_x studied by fluorescence-detected EXAFS" Inst.Phys.Conf.Ser.120. 389-394 (1992)
• [Publications] Y.Kuwahara,H.Oyanagi,Y.Takeda,H.Yamaguchi: "Bond length relaxation in ultrathin In_<0.4>As_<0.6> layers on InP(100)" Inst.Phys.Conf.Ser.(1993)
• [Publications] 竹田 美和: "超精密生産技術体系(分担執筆)" フジ・テクノシステム, 800 (1993)