中国回収衛星による化合物半導体の単結晶成長に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044175
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 平田 彰 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063610)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ZHONG XingーR 中国科学院, 半導体研究所, 教授 ; 桜井 誠人 日本学術振興会, 特別研究員 ; 常田 聡 早稲田大学, 理工学部, 専任講師 (30281645) ; 早川 泰弘 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00115453) ; 熊川 征司 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30022130)
• Keywords: 微小重力 / 化合物半導体 / 単結晶成長 / 面方位依存性 / 溶質拡散 / マランゴニ対流 / 光デバイス / 回収衛星

Research Abstract

本研究では,中国回収衛星を利用した微小重力場において,In_<1-x>Ga_xSb化合物半導体の単結晶成長実験を行い,結晶溶解・成長過程における拡散及び界面律速過程や面方位依存性を明らかにし,In_<1-x>Ga_xSb化合物半導体のみならず,各種化合物半導体単結晶の高品質化への知見を得ることを目的としている。
本年度は1996年10月に実施した宇宙実験の試料及び地上対照実験試料を切断し,切断面におけるGaSb溶解領域及びIn_<1-x>Ga_xSb成長領域を電子線マイクロプローブ分析法(EPMA)により測定した。その結果,宇宙試料は長さ方向に平行に溶解し,地上試料は重力方向に末広がりに溶解していた。これは,地上試料では,比重の大きいInSbが重力方向に移動し,より多くのGaSbを溶解したものと考えられる。また,数値シミュレーションを実施した結果,実験結果と同様の結果が得られた。さらに,面方位依存性に着目してみると,両試料とも(111)A面より(111)B面の方がInSbに溶解し易いことが明らかになった。反対に,成長領域は,B面よりもA面の方が大きいことが明らかになった。
なお本年度は,研究討論等を行うため,5月及び8月に述べ3名(早大:平田,村上,桜井)が中国に出張した。また,研究成果の発表のために,8月には中国,10月にはイタリアへ延べ2名(早大:桜井)が出張した。12月には2名(静大:早川,早大:桜井)が本研究の総括討論をするため,訪中した。

Research Products

• [Publications] 平田 彰 他: "中国の回収衛星利用によるInGaSb混晶半導体の結晶成長(II)" 宇宙利用シンポジウム(第14回).
• [Publications] 平田 彰 他: "マランゴニ対流現象の相互干渉作用" パラボリックフライト.
• [Publications] A.Hirata et al.: "Numerical Simulation of Mixing of Semiconductor Melts" Bulletin of the Centre for Infomatics,Waseda Univ.
• [Publications] K.Okitsu et al.: "Melt Mixing of the 0.3In/0.7GaSb/0.3Sb Solid Combination by Diffusion under Microgravity" Jpn.J.Appl.Phys.
• [Publications] X.Xie et al.: "The programmable multiple zone and power shifting integrated furnace and big-diameter GaAs crystal growth experiment piggybacked on satellite" Proc.48th International Astronautical Congress.
• [Publications] A.Hirata et al.: "Dissolution and Growth of Multicomponent Semiconductors using a Chinese Recoverable Satellite" Proc.21st Intrenational Symposium on Space Technology and Science. (in press).