赤外光デバイス用InGaAsSb化合物半導体の結晶成長

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650010
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 熊川 征司 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30022130)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 早川 泰弘 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00115453) ; 山口 十六夫 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (40010938)
• Keywords: 四元化合物半導体 / 赤外光デバイス材料 / InGaAsSb / 結晶成長

Research Abstract

赤外光デバイス用のInGaAsSbを得るために、液晶エピタキシャル法(LPE法)を用いてInAs基板上にInGaAsSbの結晶成長実験を行っている。最初に、In、Ga、As、Sbの仕込みの組成比と結晶成長温度を変化させて、InAs基板上に成長したIn_xGa_<1-x>As_<1-y>Sb_y結晶層の混晶比xとyの値を調べた。又、これらの混晶比に対応するカットオフ波長も測定した。原料の仕込み組成のGaを少なくしSbを増加させることにより、結晶層の組成比も同様に変化させることができ、カットオフ波長を長くさせ得た。同じ原料組成比でも、成長温度を20℃低下させると、成長層のIn混晶量が増加し、結果としてカットオフ波長がより長くなった。得られている最長のカットオフ波長は4.96μmである。
成長させたInGaAsSb結晶層の電気特性に関しては、原料のIn-Ga-As-Sb混合融液(2g)に極微量のGd元素(1mg)を添加することにより、電気特性を変化させることができた。成長層のSIMSによる測定から、Gd元素は原料融液のS元素と化合し、S元素の固層への偏析を軽減していることが明らかになった。一例として、In_<0.93>Ga_<0.07>As_<0.92>Sb_<0.08>の成長層の移動度は4.5x10^4cm^2/Vs、キャリア濃度は1x10^<15>cm^<-3>の値を得ている。InAsのこれらの値と比較すると、成長層はかなり良好であると言える。

Research Products

• [Publications] X.Y.Gong,他: "高品質InAsSb系混晶の液晶成長と中赤外光デバイスへの応用" 電子情報通信学会 技術研究報告. ED95-25. 1-6 (1995)
• [Publications] 熊川征司,他: "液相成長法によるInGaAs/GaAsヘテロピタキシ-" 電子情報通信学会 技術研究報告. ED95-27. 13-18 (1995)
• [Publications] X.Y.Gong,et.al.: "High Quality InAs_<1-y>Sb_y/InAs Multilaters for Mid-IR Detectors" Cryst. Res. Technol.30. 603-612 (1995)
• [Publications] T.Ozawa,et.al.: "InGaAs Mixed Crystals grown by Temperature Gradient Method and Its Numerical Analysis of Solution Convection" J. Cryst. Growth. 160. (1996)
• [Publications] Y.Hayakawa,et.al.: "Effect of Ampoule Rotation on Growth of InGaAs Ternary Bulk Crystals from Solution" Cryst. Res. Technol.31. (1996)