シリコン基板上の化合物半導体低温ヘテロエピタキシー成長

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555190
• 研究機関: 東京工業高等専門学校
• 研究代表者: 大山 昌憲 東京工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (50042685)
• 研究分担者: 藤田 安彦 東京都立科学技術大学, 電子システム工学科, 教授 (70099357) ; 伊藤 浩 東京工業高等専門学校, 電気工学科, 助手 (40313043) ; 大野 秀樹 東京工業高等専門学校, 一般科目, 助教授 (20300543)
• キーワード: 低温結晶成長 / 化合物半導体薄膜 / ヘテロエピタキシー / ドライプロセス / イオンアシスト / 光学材料 / 電子ビーム蒸着 / スパッタリング

研究概要

平成13年度は化合物半導体ヘテロエピタキシー成長装置を用いてIII-VI族化合物半導体であるGaS、GaSe薄膜をシリコン(Si)基板上に作製し、基礎特性を評価した。
その結果、基板温度が500℃でSi基板上に成膜したGaSe薄膜はc軸に配向した結晶性が得られた。しかし、石英基板上成膜と比較するとsi(100)面基板上のGaSe薄膜の方がc軸配向性は悪い。Si基板のGaSe結晶成長はSi(100)基板の格子定数に少なからず影響することが分かった。
Si(100)基板上にGaS成膜はVan der Waalsヘテロエピタキシー成長を期待して400℃の基板温度で行った。成膜したGaS薄膜はc軸が基板面に対して垂直である層状構造をもつ膜であることがXRD回折パターンから評価した。低温化結晶成長のために電子エネルギー(バイアス電圧100V、電子流106μA)励起支援システムを用いて基板温度400℃で成膜したGaS薄膜は(002),(004),(006),(008),(0012)面だけのXRDパターンを示し、c軸が幕板に対して垂直の層状構造を持っ良質な結晶膜が得ることができた。電子エネルギー励起の結晶成長効果はSi基板上のGaS薄膜の低温結晶成長に大きく影響することが分かった。

研究成果

• [文献書誌] 伊藤 浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "電子ビーム蒸着法によるGaSe化合物半導体薄膜の結晶性薄膜"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 61. 517 (2000)
• [文献書誌] 伊藤 浩, 大山昌憲: "電子ビーム蒸着法によるIII-VI族化合物半導体GaSe薄膜の成膜と電子物性"表面技術協会講演要旨集. 103. 222-223 (2001)
• [文献書誌] 伊藤浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "電子ビーム蒸着法によるGaSe化合物半導体薄膜の電子物性"応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 48. 639 (2001)
• [文献書誌] 大山昌憲, 伊藤浩, 藤田安彦: "RFスパッタリング法によるGaS化合物半導体の結晶性薄膜"応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 48. 639 (2001)
• [文献書誌] 大山昌憲, 伊藤浩, 藤田安彦: "シリコン基板上における層状化合物半導体GaS薄膜の成膜"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 62. 447 (2001)
• [文献書誌] 伊藤浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "電子ビーム蒸着法による層状化合物半導体GaSe薄膜の電気的特性の評価"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 62. 447 (2001)
• [文献書誌] Ohyama Masanori, Yasuhiko Fujita, Hiroshi: "Electrical and Optical properties in Sputtered GaSe Thin Films"Proceeding of Frontiers of Surface Engineering 2001(FSE 2001). D4-01. 338 (2001)
• [文献書誌] 大山昌憲, 伊藤 浩: "電子ビーム蒸着法による硫化ガリウム(GaS)層状化合物半導体薄膜の作製と光学的特性"表面技術協会講演要旨集. 105. 154-155 (2002)
• [文献書誌] 伊藤 浩, 大山昌憲: "電子ビーム蒸着法によるSi基板上層状化合物半導体GaSe薄膜の作製"表面技術協会講演要旨集. 105. 152-153 (2002)
• [文献書誌] 伊藤浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "EB蒸着法によるSi基板上層状半導体GaSe薄膜の作製"応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 49. 591 (2002)
• [文献書誌] 大山昌憲, 伊藤浩, 藤田安彦: "EB蒸着法による層状半導体GaS薄膜の成膜と光学的物性"応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 49. 591 (2002)
• [文献書誌] 小谷涼平, 高木喬東, 大山昌憲, 藤田安彦: "真空蒸着法で作成されたGaSe薄膜の光学吸収と伝導度測定"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 49. 592 (2002)
• [文献書誌] 角倉大輔, 小林勇介, 鈴木敬匡, タンコッスーン, 伊藤浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "スパッタリング法で作成されたアモルファス-微結晶混合相をもつGaSe薄膜の光学吸収測定"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 49. 592 (2002)
• [文献書誌] タンコッスーン, 角倉大輔, 小林勇介, 鈴木敬匡, 伊藤浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "スパッタリング法で作成されたGaSe薄膜の光伝導測定"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 49. 592 (2002)
• [文献書誌] 小林勇介, 角倉大輔, 鈴木敬匡, タンコッスーン, 伊藤浩, 大山昌憲, 藤田安彦: "スパッタリング法で作成されたGaSe薄膜の暗電気伝導度測定"応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 49. 593 (2002)