シリコン基板上の化合物半導体低温ヘテロエピタキシー成長

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555190
• Research Institution: Tokyo National College of Technology
• Principal Investigator: 大山 昌憲 東京工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50042685)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 安彦 東京都立科学技術大学, 電子システム工学科, 教授 (70099357) ; 伊藤 浩 東京工業高等専門学校, 電気工学科, 助手 (40313043) ; 大野 秀樹 東京工業高等専門学校, 一般科目, 助教授 (20300543)
• Keywords: 低温結晶成長 / 化合物半導体薄膜 / ヘテロエピタキシー / ドライプロセス / イオンアシスト / 光学材料 / 電子ビーム蒸着 / スパッタリング

Research Abstract

低温結晶成長を行なうためには、基板の表面エネルギー、結晶構造に起因する成長薄膜の表面エネルギーと結晶成長エネルギーとの関係によって、低温化へ向かうことが分かっている。現在までに、化合物半導体ヘテロエピタキシー成長装置を用いて、シリコン基板を用いた成膜をおこない、基礎特性、基礎物性を調べている。実験には、比較検討するために先の研究で行なってきた石英等のガラス基板上の成膜実験も同時に行なっている。実験条件は、基板温度を室温から500度程度まで変え、基板による違いを見るため、その他の化合物半導体のターゲット母材、蒸着速度、真空度等の条件は一定として行なった。
以上の結果からこれまでに、X線回折測定から結晶性を調べた結果、シリコン基板に関係した強い配向特性を示すことが分かった。また、ガラス基板に比べ、低温で結晶性を示す回折ピークが表れる特性を示した。この結果から、従来シリコンとは異種の化合物半導体の成膜は不可能とされていたが、本装置を用いてシリコン基板上への化合物半導体のヘテロエピタキシャル成長技術の可能性を見出した。
さらに、われわれは成膜温度の低温化に向け、装置の改造を行なった。成膜温度の低温化には表面エネルギーを下げる必要があるが、それを支援するため、エレクトロン照射装置を改造し、装置に改良を加えた。現在は本装置を用い成膜基礎実験を行なっているところである。

Research Products

• [Publications] 伊藤浩,大山昌憲,藤田安彦: "電子ビーム蒸着法によるGaSe化合物半導体薄膜の結晶性薄膜"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 61. 517 (2000)
• [Publications] 伊藤浩,大山昌憲: "電子ビーム蒸着法によるIII-VI族化合物半導体GaSe薄膜の成膜と電子物性"表面技術協会講演要旨集. 103. 222-223 (2001)
• [Publications] 伊藤浩,大山昌憲,藤田安彦: "電子ビーム蒸着法によるGaSe化合物半導体薄膜の電子物性"応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 48. 639 (2001)
• [Publications] 大山昌憲,伊藤浩,藤田安彦: "RFスパッタリング法によるGaS化合物半導体の結晶性薄膜"応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 48. 639 (2001)