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塩化物法によるAlGaAs原子層エピタキシ-の成長機構

研究課題

研究課題/領域番号 03243208
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関筑波大学

研究代表者

長谷川 文夫  筑波大学, 物質工学系, 教授 (70143170)

研究期間 (年度) 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1991年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード原子層エピタキシ- / 生長機構 / 三塩化物 / GaAs / AlGaAs
研究概要

従来行って来た研究で、GaCl_3/H_2とAsH_3/H_2を交互に供給することにより、200℃〜400℃と言う広い温度範囲でGaAsのALEが可能であるとの結果を得ていた。しかし、SPAの装置を手配する間に、CaCl_3/H_2とAsH_3/H_2を用いたALEをより詳細に検討した結果、場合によっては1サイクル当り1原子層以上の成長が起こっていることが判った。また91年秋の応用物理講演会でクロライドALEについての2つの相異なるSPAの測定結果が発表された。そこで本年度はSPA測定装置の立ち上げを少し延期し、ALEの膜厚測定法を改良して、GaCl_3/H_2とAsH_3/H_2を用いたALEの再検討を行った。
その結果、GaCl_3/H_2とAsH_3/H_2を交互に供給した場合、基板温度200℃〜250℃では約0.7ML/C、300℃〜450℃では成長温度の上昇と共に1サイクル当りの成長度が徐々に上昇し、300℃での約1ML/Cの成長から450℃での2ML/C弱の成長まで変化することが判った。また、この1サイクル当りの成長速度はキャリアガスが水素の場合もヘリウムの場合も違いがなかった。この事は塩化物法によるALE成長機構に、H_2キャリアガスによる塩化物の還元が関与していないことを意味している。なお、ラマン分光測定の結果、300℃以下の成長層は多結晶であることが判った。
以上の実験結果より、ALEの成長機構は、基板温度300℃以下ではGaCl_3がGaAs表面に物理吸着し、立体障害の為、0.7ML/C程度の堆積速度になる。炉の温度が上昇すると基板表面の一部がGaClで覆われ、その上にGaCl_3が配位結合によって吸着し、1サイクル当りの成長速度が1ML/C以上になる、ものと考えられる。

報告書

(1件)
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] R.Kobayashi,Y.Jin,F.Hasegawa,A.Koukitu and H.Seki,: "Low Temperature Growth of GaAs and AlAs by Direct Reaction between GaCl_3,AlCl_3 and AsH_3"" J.Crystal Growth,. 113. 491-498 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishikawa,R.Kobayashi,S.Narahara and F.Hasegawa: "Epitaxial Growth of GaAs at one to two Monolayers per Cycle by Alternate Supply of GaCl_3 and AsH_3."" Japan.J.Appl.Phys.,.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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