光集積回路用磁性ガ-ネット薄膜の半導体基板上へのエピタキシャル成長

Research Project

Project/Area Number	03650246
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	電子材料工学
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	五味学東京工業大学, 工学部, 助教授 (80126276)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	阿部正紀東京工業大学, 工学部, 教授 (70016624)
Project Period (FY)	1991
Project Status	Completed (Fiscal Year 1991)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 1991: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	ガ-ネット膜 / エピタキシャル成長 / スパッタ法 / CdMnTe / ZnMnTe / 光集積回路 / 磁気光学素子
Research Abstract	本研究では、大きな磁気光学効果を示す希土類鉄ガ-ネット単結晶膜を半導体基板上にエピタキシャル成長させるための基礎技術の確立を目的として、IIーVI半導体のガ-ネット及びサファイア基板上へのスパッタ法によるエピタキシャル成長を試み、以下の成果を得た。 1.既にGaAs上へのエピタキシャル成長が確認されており、且つ、ガ-ネット上に二倍格子での成長が見込まれるCdTeの結晶化した膜が、スパッタ法では基板加熱無しでも直接ガ-ネット(Ga3Ga5O12:GGG)及びサファイア基板上に得られることを示した。X線回折極点図形より(0001)サファイア基板上には(111)CdTe単結晶膜がエピタキシャル成長し、(111)GGG基板上には(111)面に強く配向した膜が成長することを明かにした。また、基板温度200℃以上では、CdTeが分解し始めるため、膜の成長速度は低下し、300℃以上では基板上に膜が全く堆積しないことを明らかにした。 2.ガ-ネット膜の成長には400℃以上の温度を必要とするため、高い分解温度を有するMnを固溶したCd_<1ーx>Mn_xTe,Zn_<1ーx>Mn_xTe薄膜の成長を試み、スパッタ条件とMn固溶量xの関係を明らかにした。これにより、Mn固溶により高い温度で安定な膜が形成可であることを確認すると共に、ZnMnTe系では、x=0.8と従来の報告値より更にMnを多量に固溶した表面平滑性および結晶性の良好な配向膜が成長できることを明らかにした。