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III-V化合物半導体結晶中の転位の発生・運動の機構を基礎的に解明することを目的として実施し、今年度は以下の新しい知見を得た。
1.各種のIII-V化合物半導体結晶のα、β、および、らせんの3種類の転位の運動速度は応力と温度の関数として測定し、従来知られている経験式により記述されることを得、それを特徴づけるパラメターを決定した。
2.GaP結晶中のGaAs結晶中の転位より約2桁遅い速度で運動する。InP結晶中の転位はGaAs結晶中の転位は転位とほとんど同じ速度で運動する。一方、InAs結晶中の転位の運動速度はGaAs結晶中の転位の運動速度より約1桁速い。これらの速度の関係は結晶の強度から求められた結果と良好に一致する。このような転位の運動速度が結晶の種類に強く依存する結果は、転位の運動が結晶の共有結合に由来するエネルギーギャップ成分に支配されると理解される。
3.GaP結晶中ではα転位がβ転位、らせん転位よりも約2桁程度速い速度で運動し、InAs結晶中においてもα転位がβ転位より約1桁程度速い速度で運動し、その特徴はGaAs結晶中の転位のそれに類似している。これらの結果から、III-V化合物半導体結晶の中でInP結晶においてα転位がβ転位より遅いという特徴が見いだされた。この理由については、転位と結晶の電気的特性との関係に基づくと考える。
4.X線トポグラフィによりGaAs、InP結晶中を運動する転位は従来考えられていたようなパイエルスの谷に沿った配置にはないことを得た。
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