1993 Fiscal Year Annual Research Report
超高圧下アニールと圧力・温度差比例降下法によるヘテロ構造の熱不整欠陥の抑制
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05211211
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石原 宏 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (60016657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
會澤 康治 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (40222450)
徳光 永輔 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (10197882)
澤岡 昭 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (40029468)
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| Keywords | ヘテロ構造 / 熱不整 / 超高圧 / GaAs / Si / 弾性歪 |
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| Research Abstract |
本年度は、Si基板上にMOCVD(有機金属気相成長)法で、GaAs薄膜を成長させた構造に最大2.1GPa(2万1千気圧)の圧力を印加して実験を行った。アニール時間は20〜40分間、アニール温度は300〜500℃である。この結果、圧力の増加と共に残留歪が直線的に減少し、1.9GPaの圧力下でアニールするとGaAs膜中の残留歪がほぼ0となること、圧力依存性はアニール温度を変化させてもほとんど変化しないことなどが明らかになった。同時に、GaAs膜の結晶性を高速イオン後方散乱法で評価した結果、超高圧下でアニールすると膜の結晶性が若干悪化することが示された。
次に、結晶性が劣化する原因について考察し、Si基板上にGaAs膜が一様に形成されている場合には、超高圧アニール中に界面原子が十分に再配列できない可能性のあることを指摘した。さらに、この問題を避けるために、GaAs薄膜を縞状にエッチングすることを提案し、実験的に検討している。GaAs膜を幅10μmの縞状にエッチングした結果では、高速イオンの後方散乱法で評価する限り、膜の結晶性が全く劣化しないことが明らかとなり、超高圧下アニール法の有効性が実証された。さらに、フオトルミネッセンス法を用いて発光特性を評価したが、ルミネッセンス特性は劣化することが見出され、発光デバイスとして用いるためにはさらにアニール方法を工夫する必要のあることが明らかとなった。
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[Publications] H.Ishiwara,T.Hoshino,M.Usui,H.Katahama: "Formation of Strain-free GaAs-On-Si Structures by Annealing under Ultrahigh Pressure" Ext.Abst.Intern.Conf.on Solid State Devices and Materials. 122-124 (1993)
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[Publications] H.Ishiwara,T.Hoshino: "Formation of Strain-free GaAs-On-Si Structures by Annealing under Ultrahigh Pressure" Proc.7th Topical Meeting on Crys.Growth Mechanism. 367-370 (1994)
