| 研究概要 |
高速低電力デバイスへの応用が期待されている化合物半導体InSbを、現在、最も広く利用されているSi基板上へ品質良く形成し、最終的に実際のデバイス作製を目指すために、本年度、Si基板上での単分子層を介したInSb薄膜層の改善、及び、その手法のAlSb,AlInSb薄膜層形成への応用のためのSi(111)基板上でのAlSb単分子層形成を目的として研究をおこなった。
Si基板上でのInSb薄膜層の改善について、最初に形成するIn単原子層のIn原子量を従来の2倍に増やすことによって上部InSb薄膜層を改善することができた。また、中間層であるInSb単分子層中のIn層の存在によってSi基板に対するInSb薄膜層の面内回転が発生し、SiとInSb間における原子間隔の不整合が大きく緩和される事、更にSb層が共に存在することによって上部層の結晶性が改善されることを明らかにした。これにより、従来困難であった、Si基板上での高品質InSb薄膜層形成に成功した。
この手法をデバイス作製に必要な半絶縁性のAlInSb層形成に応用するため、Si基板上へのAlSb単分子層形成を試みた。まず、Al原子を堆積させるために必要なAl蒸発源の自作を行った。そのための電流電源及び、絶縁性耐熱坩堝の購入に研究費の多くを使用させていただいた。特に坩堝に関してはAlによる浸食破壊のため複数本必要であった。目的とするAlSb単分子層の形成を行い、その上へのAlInSb薄膜層形成を試みたが、前述のInSb薄膜層の場合のような結晶品質の改善が見られなかった。そこで中間層としてInSb単分子層を採用し、AlInSb簿膜層形成を試みた。結果、AlInSb結晶品質を改善することに成功した。これにより、従来例のないSi基板上でのInSbを利用したデバイスを実際に試作する段階に入ることができるようになった。
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