| 研究課題/領域番号 |
13875061
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| 研究種目 |
萌芽的研究
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
熊川 征司 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30022130)
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| 研究分担者 |
BALAKRISHNAN K. 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (70313939)
早川 泰弘 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00115453)
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| キーワード | 三元混晶半導体 / ガリウム アンチモン / インディウム ガリウム アンチモン / アルミニウム ガリウム アンチモン / 回転引上げ法 / 超音波振動 |
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| 研究概要 |
本研究は、均一な組成比をもつIn_xGa_<1-x>Sb三元混晶半導体のバルク単結晶を成長させるために、超音波を利用して溶質供給を行う新しい試みである。In-Ga-Sb溶液からIn_xGa_<1-x>Sb単結晶を成長させる際、結晶中に取り込まれるIn組成比は溶液中のIn組成比よりも低いため、結晶が成長するにつれて、結晶に取り込まれなかったInが溶液の固液界面近傍に堆積し、溶液のIn濃度が高くなる。その結果、結晶が成長するにつれて結晶中のIn組成比が徐々に増加する問題が生じる。均一組成比の結晶を成長させるためには、結晶成長により不足する溶質原料を補充する必要がある。本年度は(1)偏析現象を調べることと(2)坩堝穴の直径と超音波導入による溶質供給量との関係を調べることに重点をおいた。
(1)超音波を導入しない場合の偏析現象を調べる実験を行った。平衡偏析係数が1よりも小さいIn_xGa_<1-x>Sbと1よりも大きいAl_xGa_<1-x>Sb三元混晶半導体のバルク単結晶を成長させ、偏析の相違を調べた。In_xGa_<1-x>Sb(x=0.03)単結晶の成長方向のIn組成比は徐々に高くなった。一方、Al_xGa_<1-x>Sb三元混晶半導体のバルク単結晶のAl組成比は成長に伴い増加することがわかった。また、成長に伴い、固液界面形状が不安定となり、マクロステップが形成された。
(2)超音波導入型回転引上げ装置は、Ni振動子を外坩堝の底に取り付けてあり、発振周波数10kHz、発振出力(0-150W可変)の超音波を溶液溜め坩堝内に導入できる。最初、GaSb供給原料をカーボン製の外坩堝の底に配置し、小穴を開けたカーボン製の内坩堝をその上に配置した。成長中に超音波振動を溶液中に導入すると、GaSb融液が内坩堝の底の穴から内坩堝内に輸送される。小穴の直径を種々変えて、超音波振動によって溶質が輸送されるか否か調べた。その結果、直径が2mm以上の場合、溶質が輸送されることがわかった。
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