In situ observation of InP(001) growth under metalorganic chemical vapor deposition using synchrotron radiation source

放射光を用いたMOCVD成長中におけるInP(001)表面のその場観察

藤川 誠司; 川村 朋晃*; Bhunia, S.*; 渡辺 義夫*

Fujikawa, Seiji; Kawamura, Tomoaki*; Bhunia, S.*; Watanabe, Yoshio*

近年、気相成長中において成長機構の解明に成果を上げている光学的手法や、従来からMBEの成長表面の観察に適用されている電子線を用いた手法、走査型トンネル顕微鏡では、有機金属気相化学成長(MOCVD)中において、原子レベルでの成長メカニズムの解析や適用は困難である。そこで、高透過率、原子サイズオーダーの波長を有するX線を用いた手法でMOCVDにおけるホモエピタキシャル成長InP(001)表面の観察を行った。まず、X線反射率強度の振る舞いによって基板温度が550C以上でステップフロー成長が支配的であることを確認した。われわれはこれまでに微小角入射X線回折(GIXD)を用いて、MOCVD成長雰囲気中燐リッチInP(001)表面において燐ダイマーで構成された(21)構造が支配的であることを明らかにした。そこで、GIXDを用いて、表面構造の変化に敏感な分数次反射の強度変化を成長中において実時間測定を行った結果、成長終了後に強度の回復が1分以上かかった。これは、成長後も供給されたIn原子が1分以上表面をマイグレーションしていることを示唆する。

Growth mechanism of InP(001) of metalorganic chemical vapor deposition has been studied by X-ray reflectivity and grazing incidence X-ray diffraction (GIXD). The changes of reflectivity signal suggested that growth mode depended on substrate temperature, and particularly the step-flow growth mode was dominant at more than 550C. Monitoring the fractional-order reflection of (21)-InP(001) using GIXD during the step-flow growth, the changes of fractional-order reflection suggested that indium atom migrate on the substrate surface more than 1 minute during the growth.