1990 Fiscal Year Annual Research Report
エピタキシャル半導体ー金属ー半導体ヘテロ構造に関する研究
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01460144
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
佐野 直克 関西学院大学, 理学部, 教授 (00029555)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冷水 佐壽 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (50201728)
寺内 暉 関西学院大学, 理学部, 教授 (00079667)
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| Keywords | IIIーV化合物半導体 / 金属・半導体ヘテロエピタキシ- / MBE / 分子線エピタキシ- / NiAl |
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| Research Abstract |
今年度は昨年度に引き続きIIIーV化合物半導体と金属とのヘテロ接合構造をMBEで作製し,その成長機構と構造を研究し,それらの物理的性質を研究してきた.
金属としてNiAl.半導体としては(Al,Ga)Asを選び,NiAlをGaAs(001)基板上にAlAs成長させた上に作成した.なお,Niの分子線源として高純度のNi金属を昨年度開発した高温用クヌ-ドソン・セルを用いた.研究実験としてはNiAlの成長機構,作製されたNiAlの結晶性と成長温度・NiとAlの組成比の関係を明らかにした.
NiとAlの組成比を1対1になる科学量論化に固定し,成長温度を200℃から700℃まで変化させ作製した薄膜結晶の結晶構造をX線回折などにより調べた.その結果,NiAlの成長温度には3つの温度領域がある事が明らかになった.成長温度が300℃以下では結晶化せず,アモルファスで,300℃から400℃の間ではNiAl以外の数種類のNiとAlの金属間化合物もできる.400℃以上600℃まではNiとAlが1対1になる科学量論比の結晶がエピタキシ-成長し,成長温度が高いほど結晶性の良い薄膜ができる事が明らかになった.しかし,700℃では基板としたAlAsと反応し,良質な結晶は出来なかった.以上の研究よりNiAlの結晶成長温度は600℃が最適である事が明らかになったので,NiとAlの分子線密度の比を変える事によりβ相のNiAl合金薄膜を作製し,組成比により結晶性などがどの様に変化するかを研究した.この結果,NiとAlの分子線密度比による組成比の合金が成長するが,NiとAlが1対1になる科学量論比の結晶の結晶性及び表面状態が最も良かった.
また,600℃という高温成長にも抱らず,界面における合金化などの反応は起きておらず,急峻な界面が形成された.現在,(Al,Ga)As/NiAl/(Al,Ga)As構造などを作製する一方,NiAlの超薄膜の作製を試みている.
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[Publications] Naokatsu Sano: "Epitaxial Growth of NiAl/AlAs by Molecular Beam Epitaxy" Record of Alloy Semiconductor Physics and Electronics Symposium. 233-240 (1990)
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[Publications] Kousei Kamigaki: "Highーtemperature growth of epitaxial NiAl thin films on AlAs by Molecularーbeam Epitaxy" J.Appl.Phys.69. 2196-2200 (1991)
