電子波デバイスのための極限構造の制御と評価

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02251103
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 蒲生 健次 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (70029445)
• 研究分担者: 佐々木 昭夫 京都大学, 工学部, 教授 (10025900) ; 権田 俊一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (70175347) ; 川辺 光央 筑波大学, 物質工学系, 教授 (80029446) ; 青柳 克信 理化学研究所, 国際フロンティア, 主任研究員 (70087469) ; 須藤 建 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60006236)
• キーワード: メゾスコピック現象 / 電子波デバイス / 量子干渉効果 / 電子波エレクトロニクス / 超格子 / ヘテロ接合 / 超微細加工

研究概要

本研究は極微構造素子の製作に必要な材料処理技術および評価技術についてその基礎過程を解明し超微細加工の可能性を追求することを目的とする.本年度は、1)LFIB照射により誘起される化学効果を利用しエッチングおよび膜形成を行い、低損傷その場加工技術の可能性を示した。2)GaAsの分子層成長機構を四重極質分析計を用いて吸着過程を測定して調べている。さらにZnSeの伝導型制御を試み、液相エピタキシ-によってP型を作る事ができた。3)Arレ-ザを用いたIIIV液化合物半導体の原子層結晶成長の機構,選択成長の特性を検討した。またGaAsのデジタルエッチングの可能性を検討する研究を開始した。4)MBEによるGaAs結晶成長過程を調べた。GaAs(001)上のGa拡散〓はμmのオ-ダ-であり,ステップに到達したGaがそこに取り込まれる確率が非常に小さいことがわかった。また水素原子照射によるGaAs選択成長の可能性を示した。5)InP,InGaAs材料系をとりあげ、バルクのInP,InGaAsにGaイオンを注入した場合の損傷および回復の過程および構成原子の拡散の振舞を明らかにし、この現象を利用して量子細線の作製を試みキャリアの閉じ込めが可能なことを確かめた。6)格子不整合系を電子波干渉デバイスに利用する方法について検討を行い、不整合系に特有の成長形態を直接メゾスコピック領域寸法のデバイス形成に利用できる可能性を指摘した。7)化合物半導体界面および表面の電子構造とその制御法を調べた。厚さ10A^^°のSi薄膜(ICL)はSiO_2/InGaAs界面の界面準位を1.6×10^<11>/cm^2/eVまで低減する事。HFによる表面処理と併用することにより大気による汚染の影響を低減できる事などを示した。8)電子線ホログラフィ-による局所的な電場の測定が可能である事を確認した。計算機シミュレ-ションの結果と合わせれば、定量的に測定を行うことができると考えている。

研究成果

• [文献書誌] T.Kosugi,R.Mimura,R.Aihara,K.Gamo,S.Namba: "Low energy focused ion beam system and application to low damage Microprocess" Jpn.J.Appl.Phys.29. 2295-2298 (1990)
• [文献書誌] T.Kosugi,R.Aihara,K.Gamo,S.Namba: "Ion beam assist etching of GaAs by low energy focused ion beam" J.Vac.Sci.Technol.
• [文献書誌] JongーLam Lee,H.Kobayashi,S.Tanigawa and M.Kawabe: "Reduction of dislocation density in impurityーdoped GaAs Grown on Si Substrate by molecular beam cpitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.29. L860-L863 (1990)
• [文献書誌] S.J.Yu,H.Asahi,J.Takizawa,K.Asami,S.Emura,S.Gonda,et al: "Disordering of InGaAs/InP superlattice and fabrication of quantum wires by focused Ga ion beam" J.Vac.Sci.Technol.
• [文献書誌] T.Saitoh and H.Hasegawa: "A computer simulation of the recombination process at semiconductor surfaces" Jpn.J.Appl.Phys.29. L2296-L2299 (1990)
• [文献書誌] S.Iwai,T.Meguro,Y.Aoyagi: "Patterned crystal growth of GaAs by laser scanning in atomic layer epitaxy" J.Cryst.Growth.