研究課題
III-N-V化合物半導体は、次世代半導体デバイスの基盤材料としての大きな可能性を内在している。熱処理(アニール)はIII-N-V化合物半導体の光学特性改善に欠かせない技術として定着しているが、未だにその結晶に与える影響については未解明な部分が多い。本研究は、従来に報告の無い、Ga-K端近傍のX線吸収微細構造（XAFS）スペクトルを測定することで、アニールが原子配列に与える影響について考察することを軸に展開する。また、そのための測定手法を確立する。通常GaInNAｓに代表されるIII-N-V半導体はGaAs基板上に成長される。そのため、Ga元素のXAFS測定では、試料層からの情報がGaAs基板の情報に埋もれてしまい、観測できない。そこで本研究では、特殊試料を準備することでGaAs基板の情報を含まないGaInNAs Ga-K端のXAFS測定を試みた。測定したGa-K端のXAFSスペクトルからは、Ga-N結合の情報を直接観測することはできなかった。しかし、アニールによりGa-As結合が増加する結果を得た。また、In-K端のXAFSスペクトルからは、アニールによりIn-As結合が減少する結果を得た。これらは補完する結果であり、実験結果の再現性も高かった。上記結果より、アニールにより、In-N結合が増加しGa-N結合が減少すると推論できる。これは、他者の実験結果と整合する。残念ながら、XAFS測定の結果から定量的にIn-N結合の増加割合を議論するには至らなかった。アニールが原子配列に与える影響を違った角度から調べるために、X線光電子分光(XPS)の測定も行った。In元素の内殻電子の束縛エネルギーが、アニールにより減少することがわかった。これは、In 原子周辺のN 原子密度が増大することにより、電荷密度が増大するためと考えられる。上述XAFS測定の原子緩和結果と整合している。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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