高温における半導体表面のエッチング現象の解明

阐明高温下半导体表面的蚀刻现象

• 批准号: 12450018
• 负责人: 中山 幸仁
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12450018/
• 关键词: エッチング現象; 温度可変UHV-STM; ウルツ鉱型GaN表面

本研究では温度可変STMを用いてエッチング現象を高温で"その場観察"することによりエッチング現象における動的な脱璃過程の解明をおこなうためにこれまでに当研究室においてすすめられてきたUHV-STMやUHV-BEEMの開発技術、分子線エピタキシャル装置を用いた高品質のGaAs,SiC,GaNなどの化合物半導体の作成技術等の総合的な研究実績をベースにして温度可変高性能UHV-STMを設計・開発しようとするものであるが種々の事情を考慮して温度可変高性能UHV-STM装置本体はユニソク社に特注の仕様で発注しその制御用ソフトウエアーとしては定評のあるRHK社の最先端のものを用いることにした。温度可変高性能UHV-STM装置本体は昨年度末に納入されこれを立ち上げRHK社制御装置を用いて性能評価をおこなっているところである。装置立ち上げと平行して本研究では、MBE搭載の超高真空走査トンネル顕微鏡(UHV-STM)や反射高速電子回折(RHEED)・オージェ分析法をベースに、ウルツ鉱型GaN表面上でGa終端の場合とN終端の場合ついて、表面の最安定構造を明らかにしさらにはその諸表面におけるハロゲンガスの化学反応過程を調べた。そして塩素(Cl)のウルツ鉱型GaN表面上での化学反応を調べ、Ga終端面ではガス相GaCl2/N2形成によるエッチングが熱励起過程としておこるに対してN終端面ではN-2x2相の形成によりエッチングが抑制されることを明らかにした。

在这项研究中，我们利用变温STM来“原位观察”高温下的刻蚀现象，以阐明STM和UHV-BEEM开发技术中的动态减薄过程，高质量GaAs、SiC、GaN、使用分子束外延设备等其目的是基于化合物半导体生产技术等综合研究成果，设计和开发一种温度可变的高性能UHV-STM。主体是从Unisoku公司订购的定制规格，所使用的控制软件是cutting-STM。来自成熟的 RHK Corporation 的优势之一。变温高性能UHV-STM设备已于去年底交付，我们已启动它，目前正在使用RHK的控制设备评估其性能。在设备启动的同时，本研究旨在基于配备MBE和反射高能的超高真空扫描隧道显微镜（UHV-STM）开发纤锌矿型GaN表面上的Ga端接材料电子衍射（RHEED）/俄歇光谱阐明了 、 和 N 末端情况下的表面最稳定的结构，并研究了卤素气体在表面上的化学反应过程。然后，我们研究了氯（Cl）在纤锌矿GaN表面上的化学反应，发现通过形成气相GaCl2/N2的蚀刻在Ga端接表面上作为热激发过程发生，而N-2x2相形成发生结果表明，N端表面的蚀刻受到抑制。