| 研究課題/領域番号 |
06402040
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
冷水 佐壽 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (50201728)
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| 研究分担者 |
佐野 直克 関西学院大学, 理学部, 教授 (00029555)
劉 翊 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (60240412)
下村 哲 大阪大学, 基礎工学部, 講師 (30201560)
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| キーワード | (411)A / GaAs / AlGaAsヘテロ界面 / InGaAs / AlGaAsヘテロ界面 / GaAs / AlGaAs共鳴トンネルダイオード |
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| 研究概要 |
本研究が始まる前に、(411)A GaAs基板上のGaAs/AlGaAsヘテロ構造で、全てのAl組成比に対して超平坦ヘテロ界面が得られることが明らかにされており、この結果をふまえて、本年度は(411)A基板上にMBE成長したGaAs/AlGaAs,InGaAs/AlGaAsヘテロ構造について以下の研究結果を得た。
1.GaAs/AlGaAsヘテロ構造
(411)A基板上に成長した厚さは1μmのGaAs結晶表面をAFM観察したところ、(100)基板上のものに比べて明らかに平坦性に優れていることが確認された。また、(411)A GaAs/AlAsヘテロ界面の断面透過電子顕微鏡観察から、(411)Aヘテロ界面は、細かい(100)原子テラスと(111)A原子ステップからなる原子スケールのジグザグ構造となっており、大きいステップバンチングが存在しないことが確かめられた。GaAs/AlGaAs超平坦ヘテロ界面の共鳴トンネル構造への応用では、(411)A基板上に成長したSiドープGaAs薄膜の電気的特性を調べ、超平坦ヘテロ界面形成に必要な低V/III比下でもn形GaAsが得られることを確かめた。さらに、(411)A GaAs/AlGaAs共鳴トンネルダイオードを試作し、(100)面上のものより優れた負性微分抵抗を示すI-V特性が得られた。
2InGaAs/AlGaAsヘテロ構造
(411)A基板上に成長したIn_xGa_<1-x>As/Al_<0.3>Ga_<0.7>As量子井戸構造(x=0.12)では、従来の(100)基板上のものに比べてヘテロ界面の平坦性で優位性は認められなかった。格子歪の影響と思われる。しかし、高品質の結晶成長に必要な高い成長温度(580℃)でも、(411)A基板上では形の崩れない量子井戸構造が形成されており、(100)面より(411)A面上ではIn原子の表面偏折が抑えられることが分かった。In組成比の小さい場合(x<0.1)には、(100)面上より平坦なヘテロ界面が得られることが分かった。また、InGaAs(411)A面上ではIn原子の[122]方向へのマイグレーションがその反対の[122]方向に比べて著しく大きくなることが見い出された。
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