化学反応制御による半導体超微粒、超薄膜結晶の作製と新物性

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03205036
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 清水 勇 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40016522)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白井 肇 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究所, 助手 (30206271)
• Keywords: II VI族化合物 / 擬平衡構造 / 正則混晶 / 超格子構造

Research Abstract

新規に開発した低温結晶成長技術、Hydrogen Radical Enhanced Chemical Vapour Deposition(HRーCVD)法を用いて、人工的な構造を持つII VI族化合物結晶の作製を行いその構造および特性評価を行った。
(1)ZnSe/ZnS_<0.1>、Se_<0.9>超格子構造ZnSeを井戸層としZnSSeをバリア層とする超格子構造薄膜をGaAs(100)基板上に堆積し、X線回折(XRD)ラマン散乱スペクトル解析からその構造を確認すると共に、蛍光(PL)測定結果から欠陥が少なく高品質超格子が得られた。
(2)ZnSe/ZnS短周期超格子構造と正則混晶格子長の異なるZnSe,ZnSを原子層で制御し、積層する事で化学組成を変調した擬平衡構造結晶の作製を試みた。まず、[(ZnS)m(ZnSe)m]_n(m=1〜5)構造結晶をGaAs(100)基板上に成長させ、その構造およびPL特性の評価を行った。この結果自由励起子発光強度の強い高品質膜が得られ、同時に発光ピ-クがmの減少と共に高エネルギ-側にシフトする量子効果が見い出された。又、GaAs基板の格子定数に近い組成を持つ混晶[(ZnS)_1(ZnSe)_<12>]_nを原子層積層法で作り、その構造、PL特性に正則混晶の特異性を見い出した。この他、傾斜ポテンシャル構造などこれまでその作製が困難であった化学組成の変調を伴う擬平衡構造結晶の作製に成功しており、HRーCVD法の有用性を確認した。

Research Products

• [Publications] Jun Gotoh: "Coherent Growth of ZnSe Thin Film at Low Growh Temperature by Hydrogen Radical Enhanced Chemical Vapor Deposition" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1767-L1770 (1990)
• [Publications] Jun Gotoh: "Improvement of Photoluminescence Properties of ZnSe Film Grown by Hydrogen Radical‐Enhanced Chemical Vapor Deposition Using Alternate Gas Supply and Substrate Bias Application" Japanese Journal of Applied Physics. 30. (1991)
• [Publications] Jun Gotoh: "Growth of ZnSe and ZnSSe at Low Temperature with Aid of Atomic Hydrogen and Alternate Gas Supply" Material Reseach Societh Symposium Proceeding. 222. 257-262 (1991)
• [Publications] Jun Gotoh: "Low‐temperature Growth of ZnSe‐based pseudomorphic Structures by hydrogen‐radical‐enhanced chemical vapor deposition" Jaurnal of Crystal Growth. (1991)