格子定数差の大きいヘテロエピタキシ-における無転位結晶成長技術の開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555057
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西永 頌 東京大学, 工学部, 教授 (10023128)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂輪 盛一 電気化学工業(株), 総合研究所, 研究員 ; 寺崎 隆一 電気化学工業(株), 総合研究所, 副主任研究員 ; 田中 雅明 東京大学, 工学部, 講師 (30192636)
• Keywords: 横方向成長 / GaAs / Si / ファセット / 放射状ラインシ-ド / ヒ-トサイクル法

Research Abstract

格子定数差の大きいヘテロエピタキシ-技術は電子一光素子を組み合わせることのできる技術として非常に重要である。しかし格子定数差のため、界面には多数のミスフィット転位が発生する。我々は既にSiC111)基板上GaAs横方向成長について本手法が転位低減に大きな効果があることを確認している。ただしアンチメルトバック層であるMBEーGaAsの結晶性が良好でないため、LPE成長時核発生の不均一から横方向成長端が早い時期にファセット化してしまい大きな横方向成長が達成できなかった。そこで新たな試みとしてMBEーGaAsの結晶性の改善が期待できる(100)オフ基板を用いGaAsの横方向成長を行った。良好な横方向成長を行うためには基板面方位をGaAsがファセットになりうる{111}や{100}になるべく近い面を選ぶ必要がある。Si(100)オフ基板は一般にAPD対策として用いられているが、オフ基板上にLPEでGaAs成長を行うと上面にファセットが形成されず、異方性のない成長形態を示す。種々の検討の結果、マスクとして特殊なシ-ドパタ-ンを用いることで上面にファセット面を形成し良好な横方向成長が得られることが判明した。放射状のラインシ-ドパタ-ンを用いるとオフ方向側のみ上面がファセット化しておりこれは過飽和度の面内分布とオフ方向の相関性により理解できる。MBEの条件の検討を行った結果、ヒ-トサイクル法をとり入れたものについてその上に良好な横方向成長層が得られており、下地のMBEーGaAs層の結晶性が後のLPEにおける成長に対し重要なファクタになりうることが判明した。今後さらに大面積の横方向成長が得られる条件の探策と得られた成長結晶の詳細な評価を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 坂輪 盛一,西永 頌: "Si(100)オフ基板上GaAs横方向成長" 第38回応用物理学関係連合講演会予稿. (1991)
• [Publications] 坂輪 盛一,西永 頌: "FACETING OF LPE GaAs GROWN ONA MISORIENTED Si(100) SUBSTRATE" “The 7th INTERNATIONAL CONFERENCE ON VAPOUR GROWTH AND EPITAXY". (1991)