| 研究概要 |
半導体ヘテロ接合作製技術は光デバイスや高速デバイスを作製する上での基礎となる技術であるが、デバイスの高機能化の要求に従い、ますますその重要性を増している。本研究は、要求されるヘテロ成長層の膜厚が原子層レベルに達したことと対応し、原子層レベルで薄膜の組成や界面の組成分布などを把握する技術を開発し、さらには得られる知見を利用して原子層レベルで良く構造制御の行われた結晶成長を実現することを目的とした。
本年度は、蛍光EXAFSとX線CTR法による半導体ヘテロ界面評価を行った。OMVPE法で作製したInP/InPAs(1ML)/InP,InP/InGaAs(1ML)InP試料を対象とし、ヘテロ層の組成とその前後での組成分布を明らかにする研究を行った。特に、X線CTR法では極めて良好な結果を得、ヘテロ界面近傍の1原子層ごとの組成分布が評価できることが明らかになった。試料中のAs原子の総量はX線CTR法とは独立にAs原子の蛍光X線収量から測定が可能であるが、そうして得られた値と、X線CTR法から得られた1原子層ごとのAs組成を積分して得た値が良い一致を見せた。この結果は、本研究で得たAs原子の分布が信頼性の高いものであることを示唆している。InP/InPAs/InP界面では、ヘテロ層作製時の成長中断時間の大小に応じてAsヘテロ層からのAs原子の離脱が発生すること、あとから成長するInP層中に残留するAs量の制御も成長中断時間の最適化で可能であることが明かとなった。さらにInP/InGaAs/InP層中では、Ga原子もInP層側に分布している可能性を示唆する興味深い結果を得た。
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