半導体用語集
化学吸着
英語表記：chemisorption
表面に吸着した原子や分子は，一般的に，物理吸着の後，熱や電子・光照射により活性化エネルギー以上のエネルギーをえて基板原子と化学結合を形成することがある。また，分子によっては，表面に近づくに従い，二つ以上の原子集団（分子基）に分かれ直接化学結合を形成する（解離吸着）。この，比較的表面から近い位置で比較的大きな吸着エネルギーで捕獲され表面に取り込まれる現象を化学吸着という。
分子線エピタキシー（MBE：Molecular Beam Epitaxy）による薄膜成長では，分子線の供給，直接散乱，分子線の熱適応，物理吸着，表面拡散，表面反応，化学吸着，反応残物質の脱離，表面からの再脱離などの素過程が関与して薄膜が形成される。一例として，ヒ化ガリウム（GaAs）のMBE成長を考える。ヒ素を原料としてクヌーセンセルを加熱すると，As₄分子が基板に供給される。一般に，Gaの付着係数はほとんど1で，As₄分子の付着係数は温度の関数であると同時に表面にGaが存在するかに依存する。基板温度が450～600Kの場合には，As₄分子の付着確率はGaが存在しない時に0で，Gaが存在する場合にはGaの量に比例して最大0.5まで増加する。すなわち，物理吸着したAs₄分子は，この温度では非常に短時間表面に滞在することができ，その間表面を拡散（移動）してもう一つのAs₄分子と出会う確率が生まれる。その時，Ga原子が隣接すると，2個のAs₄分子のうち，4個のAs原子がGa原子と反応して化学吸着が起こりGaAs薄膜が成長する。残りのAs₄分子1個は付着せずに気相に脱離する。
基板温度が600～900Kの場合にも，As₄分子の化学吸着過程は同様であるが，この温度領域では，基板のAs原子がAs₂分子として表面から脱離するため，表面にAs欠陥ができAs原子の吸着場所が生ずる。そのため，物理吸着したAs₄分子がその場所で化学吸着をして基板に取り込まれることがある。したがって，As₄分子の付着確率はGaが表面に存在しない時にも有限の値を取りうる。
GaAsを原料としてクヌーセンセルを加熱すると，As₂分子が基板に供給される。この場合も基本的には，As₂分子の付着係数は，Gaの入射強度と基板温度に依存して変化する。すなわち，基本的には，Gaが存在する時に化学吸着が可能で付着係数が0でなくなる。
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