異種構造物質間でのヘテロエピタキシ-に関する研究

不同结构材料之间的异质外延研究

基本信息

批准号：
05750005
负责人：
上野啓司
金额：
$ 0.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ヘテロ成長により作製した単結晶層状物質薄膜上へ、3次元的な構造を持つ化合物半導体を単結晶ヘテロ成長することを目的としている。本年度はまずSi基板上に層状化合物半導体GaSeの良質な単結晶薄膜を成長することを試みた。その結果、Si基板表面の処理として、混酸による酸化膜形成と希弗酸溶液による除去を行うことで表面を水素終端し、さらに弗化アンモニウム溶液で処理することにより表面を-SiH基のみで終端する、という手法を用いることで、その上にGaSe薄膜を基板温度400〜500℃で単結晶成長できることを確認した。これまでの水素終端基板上への成長では、基板温度を低温から高温へ成長途中で変えないと単結晶成長は実現しなかったが、今回の水素終端処理基板上では、最初から基板温度を高くしても単結晶成長が実現している。これは表面を-SiH基のみで終端することにより、水素原子の脱離温度を高くすることができたためと考えられる。次に、この単結晶GaSe薄膜の表面形状を調べるために、原子間力顕微鏡(AFM)による観察を行った。その結果GaSe表面は径が数百nm程度の螺旋状構造で覆われており、薄膜が螺旋成長していることが判明した。また螺旋段差間の平坦部ではバルク単結晶と同じ原子像が観察されており、GaSeの単結晶成長を裏付けている。また、超高真空中でSeアニールしたGaSe薄膜のAFM像では、螺旋のエッジの部分が過剰なSeと反応している様子が観察されており、エッジの部分が活性であることを示している。このGaSe薄膜上の化合物半導体を成長する場合には、不活性な平坦部と活性なエッジ部分の割合を制御することで、エピタキシャル成長に必要な界面結合部と、ひずみ緩和に必要な非結合部とを制御することができると考えられる。現在、化合物半導体のヘテロ成長の実験を行っており、単結晶成長の実現を目指している。

这项研究的目的是在异质增长产生的单晶分层材料薄膜上具有三维结构的复合半导体的异质增长。今年，我们首先试图在SI底物上生长出分层复合半导体GASE的高质量单晶薄膜。结果，已经证实，可以在400-500°C的基板温度下在GASE薄膜上生长单个晶体。使用一种技术，使用一种技术，使用混合酸来形成氧化物膜，并使用稀氢氟酸溶液去除氧化物，以终止表面，然后用氟化物溶液处理表面溶液，仅与表面终止于表面。过去，除非底物温度从低变化变为高，但是在氢终止的底物上，即使从一开始升高底物温度，也无法实现单晶的生长。这被认为是因为表面仅以-SIH基团终止，这允许增加氢原子。接下来，为了检查这种单晶Gase薄膜的表面形状，使用原子力显微镜（AFM）进行观察。结果，发现GASE表面被直径约为几百nm的螺旋结构覆盖，并且薄膜是螺旋生长的。此外，在螺旋台阶之间的平坦部分中观察到与大量单晶相同的原子图像，从而证实了Gase单晶的生长。此外，在超高真空中退火的Gase薄膜的AFM图像中，已经观察到螺旋的边缘部分与过度SE反应，表明边缘部分是活性的。当在这种Gase薄膜上生长复合半导体时，可以认为，可以控制外延生长所需的界面耦合部分以及应变缓解所需的非耦合部分所需的界面耦合部分。目前，我们正在进行有关复合半导体异质的实验，并旨在实现单晶生长。