1996 Fiscal Year Annual Research Report
直接接着した半導体の界面に関する光学的・音響的基礎物性の研究
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07640444
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大山 忠司 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40029715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小堀 裕己 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90202069)
藤井 研一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10189988)
中田 博保 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60116069)
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| Keywords | 結晶界面 / 障壁ポテンシャル / 磁気光共鳴 / サイクロトロン共鳴 / 格子欠陥 / 偏析 |
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| Research Abstract |
最近、半導体を直接接着する技術が確立され、その応用も考えられるようになってきた。接着機構の解明が進み、その機械的強度もバルクと大差が無いことも解ってきた。そうなるとエピタキシ-技術や拡散技術に代って、同種の半導体同志、異種の半導体間、酸化膜を挟んだような界面を特別に制御した半導体同志を接着したものといった新しい素材としての可能性が大きく広がっていく。一方では、半導体応用素子の細密化が進むと、電極および電極-半導体界面の抵抗値を少しでも低下させるための研究やエピタキシャル成長させた試料の界面に関係する研究および不純物の偏析の問題などが重要になってくる。
[1]直接接着したシリコンの輸送特性に対する接着界面の効果を明らかにするために電気抵抗の温度依存性を測定した。測定は接着界面に平行に電流を流す場合と界面を横切る方向に流す場合の2通りの配置で行った。平行に電流を流した場合には、抵抗は50Kまでなだらかに減少し、それ以下で急激に増加する。一方、垂直に電流を流した場合には、接着界面の効果を反映して温度の下降とともに一方的に抵抗は増加することが判明した。
[2]金属と半導体の界面が存在する場合の特性を研究するために、シリコン表面にいろいろな厚さを持つTiを蒸着した試料について電気抵抗の温度依存性を測定した。Tiの膜厚がある程度厚い場合には、試料の輸送特性は全温度域で金属的であり、膜厚が非常に薄くなると250K以下でTiSi_2の縞状構造を反映した活性化型の伝導特性が観測された。250K以上の温度では基板のシリコンを迂回する電流が観測され、その界面抵抗を支配するショットキー障壁の高さは0.6eVであることが分かった。また、熱処理をすることによってTi膜、TiSi_2の相対的な厚さが変化し、抵抗値に大きな変化をもたらすことが判明した。
[3]エピタキシャル成長させたZnSeやGaAsの界面に関する格子不整合や格子欠陥に関する問題およびCdTeにおける不純物の偏析の問題を遠赤外磁気光共鳴や光検知サイクロトロン共鳴法によって明らかにした。
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[Publications] Y.Harada et al.: "Far-infrared absorption,cyclotron resonance and electron paramagnetic resonance measurements of Si C" Inst.Phys.Conf.Ser.No.142. 142. 373-376 (1996)
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[Publications] K.Kobori et al.: "Far-infrared Probing of nonmetal-metal transition for n-GaAs in magnetic fields" Proc.23th Int.Conf.Phys.Semiconductors. 149-152 (1996)
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[Publications] Y.Harada et al.: "Far-infrared Study on Lattice Relaxation Phenomenon of Deep Defects in Cl-doped ZnSe" Proc.23th Int.Conf.Phys.Semiconductors. 2973-2976 (1996)
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[Publications] H.Nakata et al.: "Far-infrared Optically Detected Cyclotron Resonance in MBE-Grown GaAs Layer" Jpn.J.Appl.Phys.(in press). (1997)
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[Publications] B.Yang et al.: "Growth and Characterization of High Purity CdTe Single Crystals" J.Crystal Growth. (in press). (1997)
