| 研究課題/領域番号 |
02555057
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
西永 頌 東京大学, 工学部, 教授 (10023128)
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| 研究分担者 |
坂輪 盛一 電気化学工業(株), 総合研究所, 研究員
寺崎 隆一 電気化学工業(株), 総合研究所, 副主任研究員
田中 雅明 東京大学, 工学部, 講師 (30192636)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
1992年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
1991年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1990年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
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| キーワード | Si基板上のGaAs成長 / MBE / LPE / 横方向成長 / フォトルミネッセンス / エッチピット / バッファ層 / 低転位結晶 / GaAs / Si / ファセット / 放射状ラインシ-ド / ヒ-トサイクル法 |
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| 研究概要 |
Si基板上に転位の内高品質GaAs層を成長することができればSi集積回路と光素子又は光集積回路を一体化することが可能となるのでその用途は非常に広い。本研究ではこの目的のもとで分子線エピタキシ法(MBE)により先ずSi基板上に各種バッファ層を介して高品質GaAsを成長させる研究を行った。次に、このようにして成長させたSi基板上のGaAsをさらに基板とし液相エピタキシャル成長法(LPE)により横方向成長を行い無転位GaAs層を得る研究を行った。横方向成長においてはGaAs/Si基板にSiO_2をつけ、これにフォトリソグラフィ法により巾数ミクロンの線状の窓(ラインシード)を開ける。次にLPE法により窓部から引続き単結晶成長を行うと、ラインシードの方向を適当に選ぶことにより縦方向に比べ横方向の成長速度を格段に大きくすることができる。この様な成長を行うと基板に転位が多数存在してもSiO_2膜の存在のため伝播が遮断され横方向成長層は無転位となる。本研究では実験的にもこのことが示された。
先ずMBE法を用いたSi基板上へGaAsの全面成長に関する結果を述べる。この研究では、バッファ層として1)GaAs、AlAsの単独及び二重バッファ層、2)結晶性バッファ層およびアモルファスを形成後結晶化したバッファ層、3)その後のエピタキシャル成長において熱サイクルアニールを加えたもの加えなかったものの三通りの異なる条件にもとで実験を行った。これによると二重アモルファスバッファ層を用い熱サイクルを加えたものが最も結晶性がよく、転位密度が10^6/cm^2台、X線半値幅が145秒でPL強度の非常に高いものが得られた。
次にLPE方向成長による結果を述べると、基板として(100)から0.3度傾けたシリコンエピタキシャル基板を用いることにより平衡性の優れた横方向成長層を得ることができ部分的には無転位となることがわかった。
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