1994 Fiscal Year Annual Research Report
半導体/絶縁体/金属複合構造による新しい量子機能材料の研究
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04452174
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| Research Institution | NAGOYA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
竹田 美和 名古屋大学, 工学部, 教授 (20111932)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大柳 宏之 電子技術総合研究所, 電子基礎部, 研究員
田渕 雅夫 名古屋大学, 工学部, 助手 (90222124)
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| Keywords | 半導体 / 絶縁体 / 金属 / 複合構造 / 量子機能 / OMVPE / 蛍光EXAFS / 成長初期過程 |
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| Research Abstract |
半導体/絶縁体/金属のような全く異なる素材を接合することは、一般には非常に困難である。また、量子機能を発現させるためには、ヘテロ界面が1原子層のオーダーで急峻に組成または構造が変化する必要がある。このような複合構造の作製は、従来から存在する成長方法では不可能である。我々は、新しく設計した成長装置と、1原子層のレベルで界面構造を明らかにできる蛍光EXAFS法を用いて、このような構造と量子機能を実現するための基礎研究として、本研究を遂行した。
成長装置は、相異なる素材の原料がお互いに全く分離されて基板に供給されるよう、4槽からなる構造を持つ。また、相異なる素材をヘテロ成長させるために、化学的に活性なOMVPE(有機金属気相エピタキシ-)法を基本的に採用した。まず、代表的な化合物半導体であるInPとGaAsを、次いで、GaP、InGaAs、AlGaPの各種半導体において、通常のOMVPEモード(原料の同時供給)とIII族とV族の原料を別々に供給する独立供給(原子層制御成長を想定)によって成長し、完全な鏡面の成長層を得ることに成功した。これらを元に、4槽による原子層制御成長を行った。
蛍光EXAFSでは、As原子を指標に、InP中のInAsの1原子層および1原子層以下の層におけるEXAFS測定に成功した。今まで報告さてている最も薄い層でのEXAFS測定である。今後、このような異質な層の成長初期過程を明かにし、成長装置の構造と成長条件にフィードバックする。
更に、X線CRT散乱法を適用することにより、1原子層レベルでのヘテロ層中及び界面の元素分布を初めて明らかにし、上記原子層制御成長のモニター及びEXAFS測定の解釈上極めて重要な情報が得られることを明らかにした。
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[Publications] Y.Takeda: "OMVPE-growth of III-V compounds and alloys using low-toxic group-V sources" Processing Materials for Properties. 1. 1133-1136 (1993)
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[Publications] 竹田美和: "TBP、TBAsを用いたOMVPE成長III-V族化合物半導体の特性に及ぼす水素流量の効果" 電子情報通信学会電子デバイス研究会技法. ED94-80. 7-13 (1994)
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[Publications] 竹田美和: "X線CTR散乱によるInP/InAsP/InP界面の構造解析" 電子情報通信学会技報、電子デバイス研究会. ED94-84. 37-44 (1994)
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[Publications] Y.Takeda: "Drastic effects of hydrogen flow rate on growth characteristics and electrical/optical properties of InP grown by MOVPE with TMIn and TBP" J.Crystal Growth. 146. 544-548 (1995)
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[Publications] M.Tabuchi: "Distribution of As atoms in InP/InPAS(1ML)/InP hetero-structures measured by X-ray CTR scattering" Proc.7th Inter.Conf.InP and Related Materials. (in press). (1995)
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[Publications] Y.Takeda: "Group-V atoms exchange due to exposure of InP surface to AsH_3(+PH_3)measured by X-ray CTR scattering" Proc.7th Inter.Conf.InP and Related Materials. (in press). (1995)
