1989 Fiscal Year Annual Research Report
金属Alを用いたAlGaAs/GaAsヘテロ構造・クロライド気相成長法の開発
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63850003
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
長谷川 文夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (70143170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村井 重夫 住友電工, 基盤研・半導体材料研究部, 部長
関 寿 東京農工大, 工学部, 教授 (70015022)
南日 康夫 筑波大学, 物質工学系, 教授 (10133026)
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| Keywords | AlGaAs / 気相成長 / クロライド法 / ヘテロ構造 / 塩化物法 / ヘテロエピタキシ- / エビタキシャル成長 |
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| Research Abstract |
1.研究の目的ーーAlCl_3、GaCl_3および金属Asの蒸気を用いてAlGaAsの成長を実現し、この方法によりヘテロ接合を作り、猛毒ガスであるAsH_3を使わない新しい気相成長の有用性を示すことである。
2.本年度の研究実績ーー当初からAlの塩化物と石英との反応によるSiの汚染が問題であったが、金属Alを用いる限り、この問題の解決は非常に難しいことが分かった。一方、金属Alを用いなくても常温で安定なAlCl_3、GaCl_3とAsH_3を用いることによりAlGaAsの成長が600℃以下で可能であることがわかった。更に、アルシンの代わりに金属AsとGaCl_3/H_2を用いることにより、600℃以下でGaAsの成長が出来た。
本年度はAlCl_3/H_2と金属Asを用いたAlAsの成長を試みた。装置はGaCl_3/H_2と金属Asを用いたGaAsの成長と同じ物である。しかしながら、金属Asを用いた場合はAsH_3を用いた場合と異なり、成長温度を600℃以上にしないと成長が起こらず、成長速度も800℃でlμm程度と非常に遅い。そのため、GaAsと成長温度領域が合わず、三塩化物と金属Asを用いたAlGaAsの成長は不可能であることが分かった。
AlCl_3を用いて比較的低温でAlAsの成長を行うためには、AsH_3等の活性水素が必要である。反応管中で活性水素を作るためにタングステン(W)フィラメントによる活性水素の生成を試みた。その結果、800℃でGaAsが数μm鏡面にエッチングされることが分かり、Ga及びAsが水素化物になることが示された。この活性水素を用いることにより、反応管中で一価の塩化物AlClまたはAsH_3を生成し、600℃以下の低温(石英とAlが反応しない温度)で塩化物を用いたAlGaAsの成長が可能になるものと期待される。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] F.HASEGAWA,et al.: "Chloride VPE of AlxGa_<1->x As by the Hydrogen Reduction Method Using a Metal Al Source" Japan.J.Appl.phys.27. L254-L257 (1988)
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[Publications] F.HASEGAWA.et al.: "Vapor phase Epitaxy of GaAs by Direct Reduction of GaCl_3 with AsH_3/H_2" Japan.J.Appl.phys.27. L1546-L1548 (1988)
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[Publications] A.KOUKITSU,et al.: "Thermodynamic Analysis on Vapor phase Epitaxy of GaAs by GaCl_3 and AsH_3 System" Japan.J.Appl.phys.27. L1594-L1596 (1988)
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[Publications] H.YAMAGUCHI,et al.: "Vapor phase Epitaxy of AlGaAs by Direct Reaction between AlCl_3,GaCl_3 and AsH_3/H_2" Japan.J.Appl.phys.28. L4-L6 (1989)
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[Publications] R.KOBAYASHI,et al.: "Difference of Reaction between AsH_3 and Arseric Vapor from As Metal in Vapor phase Epitaxy of GaAs" to be published in J.Crystal Growth. (1990)
