1999 Fiscal Year Annual Research Report

溶質元素補給ゾーン成長法による均一組成を持った多元系バルク単結晶の開発

Research Project

Project/Area Number	11305001
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	中嶋一雄東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80311554)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宇治原徹東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60312641) 佐崎元東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60261509) 宮下哲東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00219776) 石川浩株式会社富士通研究所, 主席研究員
Keywords	溶質元素補給ゾーン成長法 / 多元系バルク結晶 / 均一組成 / SiGe / In-Ga-As / 成長界面 / 単結晶 / 基板
Research Abstract	本研究の目的である組成が均一な多元系バルク単結晶を開発するため、本年度は主として下記の研究を行い成果を得た。 1.新結晶成長炉の設計に役立てるため、溶質元素補給機構を備えた旧炉を用いて、SiGe単結晶の成長を行った。この結果、成長速度と成長界面移動速度をマッチングさせることにより、均一組成を持ったSiGe単結晶(Si組成2%)が得られることを確認した。このデータを新炉設計に役立てた。 2.溶質元素の補給が可能な高温ゾーン成長装置の設計・作製・導入を行った。この新炉では、新しい機構として、成長界面が直接観察できるスリット部、界面位置と温度をin situ測定するための光学装置、これらのデータを界面移動速度にフィードバッし、常に成長界面温度を一定に保ち均一組成を実現するための制御装置を備えている。 3.多元系結晶の成長の基本となるIn-Ga-As3元系状態図を、理論計算で決定した。この計算のため、歪みエネルギー・表面エネルギー・界面エネルギーの効果を考慮した新しい計算モデルを開発した。この状態図は特に、基板上に溶液からエピタキシャル成長を行う際の成長条件の決定に有効となる。この成果を基に、次年度は主に次の研究を行う。 1.界面位置・温度制御機構を用いて、従来不可能であった均一組成を持った長い多元系単結晶をSiGeおよびInGaAsで実現する。 2.溶解部を直接観察できる利点を用いて、多元系結晶の成長メカニズムを明かにする。 3.これらの新基板を用いてエピタキシャル成長を行い、その品賞を評価する。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] K.Nakajima et al.: "Growth of Ge-rich SixGe_<1-x> single crystal with uniform composition (X=0.02) on a compositionally graded crystal for use as GaAs solar cells"J. Crystal Growth. 205. 270-276 (1999)
[Publications] K.Nakajima et al.: "Thickness dependence of stable structure of Stranski-krastanov mode in the GaPSb/GaP system"J. Crystal Growth. 209. 637-647 (2000)
[Publications] K.Nakajima et al.: "Phase diagrans and stable structures of Stranski-Krastanov structure mode for III-V ternary quantum dots"J. Korean Assoc. Crystal Growth. 9. 387-395 (1999)
[Publications] K.Nakajima: "Equilibrium phase diagrams for Stranski-Krastanov structure mode"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 1875-1883 (1999)
[Publications] K.Nakajima: "Thickness-composition diagrams of Stranski-Krastanov mode in the GaPSb/GaP and InGaAs/GaAs systems"J. Crystal Growth. 203. 376-386 (1999)
[Publications] Y.Nishijima et al.: "InGaAs single crystal with a uniform composition in the growth direction grown on an InGaAs seed using the multicomponent zone growth method"J. Crystal Growth. 208. 171-178 (2000)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

溶質元素補給ゾーン成長法による均一組成を持った多元系バルク単結晶の開発

Principal Investigator

中嶋 一雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80311554)

Research Products

[Publications] K.Nakajima et al.: "Growth of Ge-rich SixGe_<1-x> single crystal with uniform composition (X=0.02) on a compositionally graded crystal for use as GaAs solar cells"J. Crystal Growth. 205. 270-276 (1999)

[Publications] K.Nakajima et al.: "Thickness dependence of stable structure of Stranski-krastanov mode in the GaPSb/GaP system"J. Crystal Growth. 209. 637-647 (2000)

[Publications] K.Nakajima et al.: "Phase diagrans and stable structures of Stranski-Krastanov structure mode for III-V ternary quantum dots"J. Korean Assoc. Crystal Growth. 9. 387-395 (1999)

[Publications] K.Nakajima: "Equilibrium phase diagrams for Stranski-Krastanov structure mode"Jpn. J. Appl. Phys.. 38. 1875-1883 (1999)

[Publications] K.Nakajima: "Thickness-composition diagrams of Stranski-Krastanov mode in the GaPSb/GaP and InGaAs/GaAs systems"J. Crystal Growth. 203. 376-386 (1999)

[Publications] Y.Nishijima et al.: "InGaAs single crystal with a uniform composition in the growth direction grown on an InGaAs seed using the multicomponent zone growth method"J. Crystal Growth. 208. 171-178 (2000)

中嶋一雄東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80311554)