1989 Fiscal Year Annual Research Report
光GSーMBE法で成長させたSiCによるマイクロ波デバイスの試作研究
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01850059
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
金田 重男 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (00029406)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 親夫 新日本無線株式会社, マイクロ波事業本部・固体デバイス工場, 工場長兼技師長
永井 清 日本無線株式会社, 埼玉工場, 工場長
安井 寛治 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (70126481)
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| Keywords | 化合物半導体SiC / ガスソ-ス分子線エピタキシャル法 / 結晶成長におけるレ-ザ照射効果 / SiCのp、n伝導性制後 / SiC結晶成長の低温化 |
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| Research Abstract |
本研究は光GSーMBE法(光アシストガスソ-ス分子線エピタキシヤル法)を用い、(1)良質のSiC単結晶薄膜を半導体デバイスプロセスに許容しうる低温度で成長させること。(2)適当な不純物を添加してp、n兩伝導性の結晶を実現する方法を開発すること。(3)上記の(1)、(2)に対してレ-ザ光照射の有効性を立証すること。(4)それらの結晶を用いたマイクロ波デバイスの優位性を立証することを目的としており本研究費により既存の実験装置の一部改善をおこなった後、ほぼ上記の番号順に研究をおこない以下のような成果を得た。
(1)に関しては基板として用いるSiの炭化法によるSiC化は特殊な昇温炭化法を用いることにより700℃〜1100℃の任意の温度で可能となることを見出し、また基板の面方位としては(111)面が最適であることを見出した。成長温度の低温化に関しては分子線源用ガスとしてSiHCl_3とC_2H_4およびSiHCl_3とC_3H_8の兩組合により、それぞれ約1000℃、約800℃で単結晶を成長させうる方法を見出した。(2)に関してはP型用不純物としてB(分子線源材料としてはHBO_2を使用)、n型用不純物としてはSbを用いそれぞれ不純物添加が可能であることを見出した。(3)に関しては波長192nmのArFエキシマレ-ザを用いて実験をおこない、レ-ザ光照射が結晶性の向上ならびに不純物添加の促進に対して有効であることを見出した。(4)に関しては種々の実験の結果p、n各ド-パントプロセスを液体窒素シュラウドで完全に隔離するか、あるいは別の成長室で行なわない限り所望のド-ピングプロファイルを得ることは困難であることがわかり現有装置では素子の試作が不可能であることがわかった。しかしこれらのことは装置の改善で充分可能であり、実用デバイスの実現に対する可能性は充分立証でき、本研究はほぼ目的通りの成果をあげえたものと考えている。
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[Publications] S.Motoyama and S.Kaneda: "Low temperature growth of 3C-SiC by the gas source molecular beam epitaxial method." Applied Physics Letters. 54. 242-243 (1989)
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[Publications] S.Motoyama,N.Morikawa,M.Nasu and S.Kaneda: "Carbonization process for low-temperature growth of 3C-SiC by gas source molecular beam epitaxial method." Journal of Applied Physics. (1990)
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[Publications] S.Motoyama,N.Morikawa and S.Kaneda: "Low temperature growth and its growth mechanism of 3C-SiC crystal by gas source molecular beam epitaxial method." Journal of Crystal Growth. (1990)
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[Publications] E.Makino,S.Hiramatsu,S.Motoyama and S.Kaneda: "Boron doped p type 3C-SiC grown by gas source molecular beam epitaxy using a HBO_2 source." Japanese Journal of Applied Physics.
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[Publications] 牧野英一,本山慎一,平松信治,金田重男: "ガスソ-スMBE法によるSbド-プ3CーSiCの成長" 第50回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 233 (1989)
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[Publications] 平松信治,本山慎一,牧野英一,金田重男: "HBO_2を用いたP型3CーSiCのMBE成長" 第37回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. (1990)
