化合物半導体薄膜結晶のヘテロ成長における結晶性の制御

Research Project

Project/Area Number	02204010
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	福家俊郎静岡大学, 工学部, 教授 (00022236)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	今井哲二明星大学, 理工学部, 教授 (50143714)
Project Period (FY)	1990
Project Status	Completed (Fiscal Year 1990)
Budget Amount *help	¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 1990: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords	化合物半導体 / ヘテロ成長 / 格子歪緩和 / バッファ層 / 不純物効果
Research Abstract	IIIーVおよびIIーVI化合物半導体ヘテロ成長薄膜の高品位化についての検討を行なった。 1.MOCVD法によるAl_XGa_<1ーX>As成長において、わずかに格子定数の異なるヘテロ系での格子不整合転位の発生について検討した結果、(1)完全無転位In高ド-プGaAs結晶上Al_<0.3>Ga_<0.7>Asエピ層には引張り応力(格子不整合=0.045%)がかかり、コヒ-レント長は1μm程度となる。しかし、圧縮応力が加わるアンド-プ基板上Al_<0.3>Ga_<0.7>As成長層では、10μm以上の膜厚まで格子緩和歪みは起こらず、歪みの加わる方向により転位の発生及び伝播機構に違いがあることが示唆された。(2)アンド-プGaAsとの格子不整合が0.083%であるIn高ド-プGaAs基板上に種々の厚さのAl_<0.3>Ga_<0.7>Asバッファ層を挿入したのち、0.9μmのGaAsを成長させ、転位密度を測定した結果、AlGaAsバッファ層厚が1μm以下の場合には、GaAs表面層での転位密度は半分程度に減少し、GaAs:In基板とAlGaAsの界面で発生した転位が、AlGaAsとGaAs層の界面で曲げられる可能性が示唆された。 2.水素輸送法によるIIーVI族化合物半導体及びその混晶成長においては、不純物添加効果について検討し、以下の結果を得た。(1)沃素を気相中に添加した場合のGaP(100)面上へのZnS成長において、成長温度が400℃以上で、沃素輸送量が0.014g/h(輸送されるI/Znモル比=0.075)以下の場合には、SIMS分析により調べた沃素の取り込み量は10^<16>/cm^3以下と少なく、沃素は気相中で沃化亜鉛を形成することにより主として成長温度の低温化に効果がある。(2)沃素とLiを気相中に同時添加した場合には、沃素添加量を増加させることにより成長層へのLiの取り込みが促進されたが、同時に沃素の成長層への取り込みも増加することになる。(3)ZnSSe混晶成長においては、沃素添加によりS組成の成長温度依存性が小さくなり組成制御性が向上する。