| 研究課題/領域番号 |
05650014
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
前橋 兼三 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (40229323)
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| 研究分担者 |
長谷川 繁彦 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50189528)
井上 恒一 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (50159977)
伊藤 利道 大阪大学, 工学部, 助教授 (00183004)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1994年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1993年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | GaAs / Si界面 / 電荷中性化構造 / II族単原子層 / Be / 層状成長 / 反射高速電子回折 / 光電子分光法 / UVオゾン処理 / Si基板 / GaAs薄膜 / X線光電子分光法 / Zn / 界面電荷中性化 / 光電子分光 / Ge基板 |
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| 研究概要 |
Si基板上へのGaAsエピタキシャル成長は成長初期の時点からGaAsが島状成長し、界面に多くの欠陥が入ることが報告されている。本研究では島状成長する原因として、GaAs/Si界面の電荷の不均衡に着目した。その不均衡を除去するために、GaAs/Si界面にII族単原子層を導入してその効果を調べた。
1.Si基板の清浄化方法として、UVオゾン方法を用いた。UVを照射することより、炭素化合物を分解し、そのとき生じる原子状活性酸素の強力な酸化力を利用してCO_2の気体まで酸化して揮発除去できることが分かった。HF溶液中でエッチングをすることによって完全に炭素化合物を除去した後、さらにUV処理を行うことによって、安定な酸素の保護膜を形成することができた。この試料を装置に導入し、非常にきれいなSi(7×7)表面を得ることができた。
2.GaAs/Si(111)界面にBe原子を単原子層導入し、その成長初期過程を反射高速電子回折、および、光電子分光法によって、詳細に調べた。その結果、Si(1×1)-As表面上にBeとAsを同時に蒸着すると、Asによる非共有電子対のピークが消滅していき、電荷中性化構造を作製することができた。この構造上にGaAsを成長すると数分子層まで層状成長することが分かった。
3.Si(1×1)-As表面上にBeAsを蒸着する際に、As/Beの比が大きいとBeAsの島がすぐに形成されてしまった。そのため、基板温度450℃にして、Si(1×1)-As表面上に先にBeを蒸着し、次にAsを蒸着することによって、表面平坦性のよい電荷中性化構造を作製することができ、その上のGaAsもきれいに成長することが明らかになった。
4.Beの効果をSi 2ρ XPSスペクトルによって調べた。GaAsをSi(1×1)-As表面上に直接成長させると、バンドの曲がりが生ずるが、電荷中性化構造では界面における電荷の不均衡を除去していることが明らかになった。
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