| 研究課題/領域番号 |
10650010
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
前橋 兼三 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40229323)
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| 研究分担者 |
長谷川 繁彦 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50189528)
中島 尚男 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20198071)
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| キーワード | ZnSe / GaAs界面 / 電荷中性化 / GaAs(110)微傾斜基板 / RHEED / TEM / AFM / X線回折 |
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| 研究概要 |
現在、ZnSe系II.VI族化合物半導体はGaAsなどに比べ、広い禁制帯幅を有するため、青色発光素子材料として大変注目されている。本研究の目的は、ZnSe/GaAs界面(ヘテロバレント界面)を電荷中性化することによって、原子レベルで急峻な理想的なZnSe/GaAs界面を形成し、欠陥のないZnSe薄膜を作製することである。さらに、界面を制御することによって、バンド不連続の大きさを変化させることである。本年度は以下のようなことを行った。
1. GaAs基板上にGaAsバッファ一層を成長できるようにするために、II-VIチャンバーにGaAs用のKセルを取り付けた。GaAs(110)微傾斜基板上にGaAsバッファ一層を成長した後にZnSeを成長させ、初期におけるRHEEDパターンを取り込み、成長初期から層状成長することが確認できた。
2. 得られたZnSe膜の表面TEM像をとり、内在する欠陥の種類、量測定した。その結果、GaAsバッファ一層を導入しない場合には、10^8cm^<-2>の欠陥が内在した。一方、GaAsバッファ一層を導入した場合には、欠陥密度はGaAsバッファ一層の成長温度に大きく依存することが明らかになった。成長温度が600℃の場合には10^8cm^<-2>程度の欠陥が存在するが、500℃の場合には10^6cm^<-2>以下にまで減少することができた。
3. 次にX線回折の測定を行った。GaAs220付近のロッキングカーブをとり、GaAsバッファ一層を500℃で成長したZnSe膜にのみ、界面の平坦性がよくなったときに現れるペンデル縞を得られた。
以上により、GaAs(110)微傾斜基板上にGaAsバッファ一層を低温で成長することにより、平坦で急峻なZnSe/GaAs界面が形成され、欠陥密度の非常に少ないZnSe薄膜が得られるζとを明らかにした。
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