超格子および混晶半導体の原子尺度ミクロ構造解析法の開発研究

超晶格及混晶半导体原子尺度微结构分析方法研究与开发

基本信息

批准号：
63850007
负责人：
竹田美和
金额：
$ 7.55万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至 1989
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63850007/
关键词：
原子層制御 OMVPE ミクロ構造混晶超格子 EXAFS 螢光混晶半導体原子尺度解析法

项目摘要

新しい原理と構造を持つ原子層制御エピタキシアル成長装置を設計し、反応部をサムコ・インタ-ナショナル研究所により製作した。別途購入した、同装置制御部と接続し実験室に設置した。真空配管の漏洩試験およびサセプタ-の上下回転機構の動作確認行った。現有の液相エピタキシアル成長装置で希釈混晶および不純物添加混晶半導体を作製した。また、従来型OMVPE成長法により、猛毒性のホスフィン(PH_3)に代わる新しい無毒性P原料としてタ-シアリブチルホスフィン(TBP)を用いて、InP、GaP、GaInP、AlGaP、などのP系半導体およびその超薄膜層の成長を行った。これらは、新しい装置による原子層制御エピタキシアル成長のための貴重な基礎デ-タとなるものである。組成を連続的に変化できる(Ga、In)(As、P)混晶においてGaおよびAs原子に着目し、その密度を10^<23>cm^<-3>から10^<19>cm^<-3>まで変化させることにより、ミクロ構造を連続的に追跡できた。これにより、最近接の原子配位は組成比のみによって決まり、また、結合長は組成比にまったく依存せず各々一定であることが明かにできた。さらに、(GaAs)_m(InAs)_n超格子においてn<1の単原子層以下の層厚におけるミクロ構造の解析にも成功した。これらの経験を踏まえ、さらに測定精度を向上させるために以下の改良を行った。半導体検出器を増設し、蛍光X線の収量を約1桁上昇させることができ、これにより密度10^<18>cm^<-3>台の不純物原子のEXAFS信号検出の見通しを得た。試料冷却装置をEXAFS測定装置に設置し、原子の振動を抑制し、EXAFS測定の分解能を上げるための条件が整えられた。これらによる実験は、平成2年3月末の放射光実験施設のビ-ム割当時間に行われる予定である。

我们设计了一种具有新原理和结构的原子层控制外延生长装置，反应部分由Samco国际实验室制造。它连接到单独购买并安装在实验室的同一设备的控制单元。我们对真空管道进行了泄漏测试，并确认了基座垂直旋转机构的操作。使用现有的液相外延生长设备制造稀释混晶和掺杂混晶半导体。此外，利用传统的OMVPE生长方法，以叔丁基膦（TBP）作为新型无毒磷原料替代剧毒磷化氢（PH_3），制备InP、GaP、GaInP、AlGaP等磷基半导体等。生长超薄膜层。这些将为使用新设备的原子层控制外延生长提供有价值的基础数据。针对成分可连续变化的(Ga, In) (As, P)混晶中的Ga和As原子，我们将密度从10^<23>cm^<-3>提高到10^<19> cm^ 通过将其更改为 <-3>，我们能够连续跟踪微观结构。这表明最近邻原子配位仅由组成比决定，并且键长完全独立于组成比并且在每种情况下都是恒定的。此外，我们成功地分析了(GaAs)_m(InAs)_n超晶格在单原子层以下(n<1)层厚处的微观结构。根据这次经验，我们做了以下改进，以进一步提高测量精度。通过添加半导体探测器，我们能够将荧光X射线的产量提高大约一个数量级，这为我们提供了检测密度在10^<18>cm^量级的杂质原子的EXAFS信号的前景。 <-3>。 EXAFS测量装置中安装了样品冷却装置，抑制原子振动，为提高EXAFS测量分辨率创造条件。这些实验计划于1990年3月下旬同步辐射实验装置的束流分配期间进行。