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御 性 に よ って,超 格 子,量 子 井 戸 構 造 等 の成 長 が 可 能 に な っ た.し か し,MOVPEで,さ らに 成 長 プ ロ セ ス を 高 度 に制 御 し よ う とす る と,MBEに おけ る 高速 反 射 電 子 線 回 折(Reflection High-Energy Electron Diffraction; RHEED)の よ うに,成 長 表 面 を,そ の場 で,リ ア ル タ イ ムに 観察 で きる手 段 が 必 要 に な って くる.こ の よ うな 観 察 手 段 が あ れ ば,例 え ば,MOVPEの1つ の 成 長 様 式 で あ る原 子 層 エ ピ タ キ シ(Atomic Layer Epitaxy; ALE)の 機 構 を 解 明 し た り,原 料 ガ ス分 子 の 基 板 表 面 上 で の 分解 開始 温 度 お よび 分 解 速 度 を 測定 した り,構 成 原 子 や 原料 分 子 の脱 離 過 程 を 調 べ た り,ヘ テロ 成 長 中 に 表 面 で 生 じる構 成 原 子 の置 換 反 応 を調 べ る とい った,こ れ ま で,と な り場 観 察 や 成 長 後 の 評 価 で は 不 可 能 に 近 い,表 面 反 応 過 程 を調 べ る こ とが で きる. こ こで は,光 反 射 を 用 い た 成 長 の そ の場 観 察 手 段 で あ る表面光吸収(Surface Photo-Absorption; SPA)法 を用 い て,MOVPE表 面 反応過程 をそ の場観察 す るこ とに よ り,ALE成 長 機構 を調 べ た結 果 につ い て述 べ る. ALE成 長機 構に は,原 料分子 の吸着,分 解,脱 離 とい った,あ らゆる表面反応過程が含 まれてお り,こ の機構 を解 明す る こ とは,ALE成 長 に と どま らず,通 常 の MOVPEの 機構解 明に も大 き く寄与す ると考 えられ る. 成長に よる表面 の化学的 な変化は,誘 電率の変化を も た らし,そ の変化を光反射 を用いてモ ニターす ることが できる.し か し,成 長 に伴 う反射率変化は,母 体結 晶か らの強い反射に比べて,極 め て小 さいので,母 体か らの 反射 を除去す るこ とが必要 にな る.SPA法 は,直 線偏 光 の うち,p-偏 光を,Brewster角 で入射す るこ とに よ り,母 体結晶か らの反射 を低減 し,成 長表面の光 吸収過 程を含 んだ誘電率変化を,高 感度 に検出する ことを特徴 としてい る.な お,SPA法 の詳細 な測定原理,装 置構 成 につ いては,既 発表 の論文1,2)および解説3)を参考 に し て頂 きたい.

shinku/shinkuu

Special Issue: Characterization of Crystal Growing Surface by "In-site Photon-Probing". In Situ Observation of MOVPE Surface Reaction by Surface Photo-Absorption. ALE Mechanism.