In-situ光化学プロセスによるIII-V化合物半導体表面の安定化に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460057
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 白藤 純嗣 大阪大学, 工学部, 教授 (70029065)
• 研究分担者: 杉野 隆 神戸大学, 工学部, 助教授 (90206417) ; 本郷 昭三 神戸大学, 工学部, 助教授 (00029232)
• キーワード: III-V化合物半導体 / 光励起プロセス / エキシマレ-ザ / 水素化 / ショットキ-接合 / 表面改質 / EL2

研究概要

ArFエキシマレ-ザを用いてフォスフィンを分解する光励起プロセスによりInP表面に処理を施し、フォトルミネッセンス及びショットキ-接合特性の測定によりInP表面の評価を行った。又、フォスフィンプラズマ処理によりリン化したGaAsについてショットキ-接合特性の測定、ICTS測定を行い、表面改質効果を調べ、次の成果を得た。
1.フォスフィンプラズマを用いてInP表面からのリンの解離を抑えてInPの水素化を行い、浅いアクセプタ-不純物が水素によってパシベ-ションされ、一方、ドナ-不純物はパシベ-ションされないことを示した。
2.エキシマレ-ザでフォスフィンを分解する光励起プロセスによりInP表面が水素化され、Znアクセプタ-がパシベ-ションされることをプラズマによる水素化の結果と対比させて明らかにした。
3.フォスフィンをエキシマレ-ザで分解する光励起プロセスにより処理したInP表面上にショットキ-接合を形成することにより障壁の高さが0.7eV程度まで増加する。このことは光励起プロセスによりリン薄膜の堆積がおこり、トンネル型MIS構造が形成されたことを示唆している。
4.フォスフィンプラズマ処理を行ったGaAsのショットキ-接合の障壁高さがショットキ-金属の仕事関数に依存して変化する。このことはリン化によって表面欠陥が減少していることを示唆している。
5.水素プラズマ処理されたGaAs表面でEL2は生成されアニ-ル処理によってその濃度は増加するが、フォスフィンプラズマ処理においては濃度の増加は極めて低い。

研究成果

• [文献書誌] T.Sugino,A.Boonyasirikool and J.Shirafuji: "Hydrogenation of InP Surface by phosphorus-added hydrogen plasma" Proc.1st Int.Conf.Inp and Related Materials for Advanced Electronics and Optical Devices(Oklahoma,USA,March,1989). 224-232 (1989)
• [文献書誌] T.Sugino,A.Boonyasirikool and J.Shirafuji: "Photoluminescence in InP hydrogenated by plasma exposure" Electronics Letters. 25. 590-591 (1989)
• [文献書誌] T.Sugino,T.Yamada and J.Shirafuji: "Defect passivation of GaAs surface by phosphidization" Proc.Int.Conf.Science & Technology of Defect Control in Semiconductors(Yokohama,Sept.,1989). (1990)
• [文献書誌] T.Sugino,A.Boonyasirikool and J.Shirafuji: "Defect passivation in InP by phosphorus-added hydrogen plasma" Proc.Int.Conf.Science & Technology of Defect Control in Semiconductors(Yokohama,Sept.,1989). (1990)
• [文献書誌] T.Sugino,T.Yamada and J.Shirafuji: "Surface modification of alloy semiconductors by phosphorus-added hydrogen plasma" 8th Record Alloy Semicond.Phys.& Electronics Symp.(Kyoto,March 1989). 289-294 (1989)
• [文献書誌] T.Sugino,T.Yamada and J.Shirafuji: "Effect of phosphidization on GaAs Schottky barrier junctions" Jpn.J.Appl.Phys.(1990)