化合物半導体-絶縁体界面の物性と応用に関する研究

1987 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 60065002
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 長谷川 英機 北海道大学, 工学部, 教授 (60001781)
• 研究分担者: 高橋 平七郎 北海道大学, 工学部, 助教授 (80001337) ; 芳賀 哲也 北海道大学, 工学部, 助手 (00113605) ; 阿部 寛 北海道大学, 工学部, 教授 (60001187) ; 大野 英男 北海道大学, 工学部, 助教授 (00152215)
• キーワード: 絶縁体-半導体界面 / 化合物半導体 / 界面準位 / フェルミ準位ヒンニンク / 界面制御 / DIGSモデル

研究概要

化合物反半導体集積回路においては, 集積回路の基本構成要素てある絶縁体-半導体界面の理解, 制御, 最適化がなされていない. これは, 回路の微細化・高密度集積化・高速化に向けて, 集積回路技術を今後さらに発展させる上での重大な障害となっている. 本研究は, 化合物半導体-絶縁体界面における基礎的な物性を解明し, それによって得られる学問的理解にもとづき界面物性を原子的な尺度で制御する新しい界面制御技術を確立し, 化合物半導体集積回路技術の今後の発展に寄与することを目的としている.
昭和62年度は, 前年度までに確立した界面物性とその制御に関する基礎的理解にもとづき, 大規模集積回路製作に適用可能な実用界面制御技術を確立する目的で研究を進め, 次の成果を得た. (1)化学エッチ, イオンエッチング, プラズマや種々の気体雰囲気への露出, 熱アニール等のプロセス工程中に, GaAs InPの表面・界面にひき起こされる組成・構造・結合状態の変化を解明し, 界面の電気的特性との相関を明らかにするとともに, 「DIGSモデル」の妥当性と「界面制御」の有効性を示した. (2)RBS/PIXE法および極微小領域分析観察装置を用いた分析法において, 原子的な尺度における格子乱れを定量化する手法を発展させ, 極微細集積化構造に対するプロセス評価技術として確立した. (3)表面・界面におけるキャリアの捕獲・放出, 再結合, フォトルミネセンスを, 理論的および実験的に解明した. (4)種々の界面制御層をもつ絶縁膜を用いIPMISFETを製作し, 界面制御の有効性を実証するとともに, 耐熱セルフアラインゲート化により, 大規模集積化への見通しを得た. (5)GaAs MESFETのサイドゲート現象を検討し, その構造を解明し, かつ, 界面制御の有効性を示した. (6)「統一DIGSモデル」が化合物半導体の半導体-半導体界面や非晶質シリコンの界面にも適用可能であるこはを示した.

研究成果

• [文献書誌] Hideki Hasegawa, Fiji Ikeda and Hideo Ohno: Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering. 797. 250-261 (1987)
• [文献書誌] Hideki Hasegawa, Li He, Hideo Ohno, Takayuki Sawada. Te tsuya Haga, Yutaka Abe and Heishichirou Takahashi: Journal of Vacuum Science & Technology B. 5(4). 1097-1107 (1987)
• [文献書誌] Hideki Hasegawa, Hideo Ohno, Tetsuya Haga, Yutaka Abe, Heishichirou Takahashi, Takayuki Sawada, Li Heand Hirotatsu Ishii: Extended Abstracts of 19th Conference on Solid State Devices and Materials August 25-27, 1987, Tokyo. 479-482 (1987)
• [文献書誌] Hideki Hasegawa, Hitoshi Yano, Toshiya Saitoh, Yuuji Yokoyama and Hideo Ohno: Proceeding of 3rd International Photovoltaic Science and Engineering Conference. 235-238 (1987)
• [文献書誌] Takayuki Sawada, Hideki Hasegawa and Hideo Ohno: Japanese Journal of Applied Physics. 26(11). L1871-L1873 (1987)
• [文献書誌] Y.Akatsu, H.Ohno and H.Hasegawa and T.Hashizume: Journal of Crystal Growth. 81. 319-325 (1987)
• [文献書誌] 有本智,長谷川英機,大野英男: 電気化学および工業物理化学. 55(NO6). 457-464 (1987)
• [文献書誌] 池田英治,長谷川英機,大野英男: 電子情報通信学会論文誌C. J71-C. 46-52 (1988)
• [文献書誌] Yuji Akatsu, Hideo Ohno, Hideki Hasegawa, and Naokatsu Sano: Japanese Journal of Applied Physics. 27(1). 78-82 (1988)
• [文献書誌] Eiji Ideda, Hideki Hasegawa, Shunsuke Ohtsuka and Hideo Ohno: Japanese Journal of Applied Physics. 27(2). 180-187 (1988)
• [文献書誌] T.Sawada, H.Hasegawa and H.Ohno: Proceedings of ″Dielectric Films on Compound semiconductors″, 172nd meeting of The Electrochemical Society Inc, Honolulu, Hawai, Oct. 18〜23, 1987. (1987)
• [文献書誌] Hideki Hasegawa, Hifoshi Masuda, LiGe, Ji-kui Luo, Takayuki Sawada, Hideo Ohno: Proceedings of ″Dielectric Films on Compound semiconductors″, 172nd meeting of The Electrochemical Society Inc, Honolulu, Hawai, Oct. 18〜23, 1987. (1987)
• [文献書誌] L.He, H.Hasegawa, T.Sawada and H.Ohno: Journal of Applied Physics. 63. (1988)
• [文献書誌] L.He, H.Hasegawa, T.Sawada and H.Ohno: Japanese Journal of Applied Physics. (1988)
• [文献書誌] L.He, H.Hasegawa, Ji-Kui Luo and H.Ohno: Applied Surface Science. (1988)
• [文献書誌] Hideki Hasegawa,Satoshi Arimoto,Junji Nanjo,Hidekazu Yamamoto and Hideo Ohono: J. Electrochemical Society;Solid-State Science and Technology. 135(2). 424-431 (42)
• [文献書誌] Satoshi Arimoto, Hideki Hasegawa, Hidekazu Yamamoto and Hideo Ohno: J. Electrochemical Society: Solid-state Science and Technology. 135(2). 431-436 (1988)
• [文献書誌] Hideki Hasegawa,Hirotatsu Ishii,Takayuki Sawada,Toshiya Saitoh, Seiichi Konishi,Yali Liu and Hideo Ohno: Journal of Vacuum Science & Technology B. B6JULY/AUG. (1988)