|
近年、半導体材料の研究は2元系から多元系へと進みつつある。本研究は波長3.5μm帯の次世代光通信用半導体レ-ザ材料として期待される4元系新固溶半導体(Pb_<1-x>Cd_x)(S_<1-z>se_x)_<1+y>を取り上げ、材料の物性を支配する組成x、z及びストイキオメトリ-からの偏差yの同時制御法を提案して、その有効性を実験的に検証しようとするものである。あらかじめ作成した3元系(Pb_<1-x>Cd_x)S単結晶を試料として、この試料の同時制御 熱処理を通じて行なったが、この際2つのリザ-バ、硫黄とセレンの混合体リザ-バ及びCdSリザ-バを設け、それぞれの温度を制御して、SとSeの蒸気圧と目的固溶体の端化合物CdS_<1-z′>s_<ez′>の活量Acd_<1-z′>S_<ez′>の制御を行った。その結果、所定の配合組成をもつ(S、Se)混合体リザ-バ温度一定の下で組成xは活量Acds_<1-z′>s_<ez′>の増加と共に単調に増加することが見い出され、Acds_<1-z′>s_<ez′>=1の時x=0.185まで変化した。次に組成Zの制御について検討した。熱処理温度を一定として(S、Se)混合体リザ-バの配合組成を変化させると配合比によって組成Zは単調に変化することが知られた。これはカルコゲン元素2種類を含む3元系固溶体において理論的に予測され、実験的に確められた結果と一致する。次に所定の組成X及びZの下でストイキオメトリ-からの偏差yの同時制御であるが、所望の組成X及びZに対応するようにAcds_<1-z′>s_<ez′>及び(S、Se)の配合比を定め混合体リザ-バの温度を変化させることによって試みた。ここで組成Zが混合体リザ-バの温度変化によって変らないよう、各実験で混合体のSとSeの配合比を僅かに変化させた。その結果、4元系新固溶半導体(Pb_<0.9>Cd_<0.1>S_<0.6>Se_<0.4>)において目標のP_<(Ps2+Pse2)>-T(熱処理温度)-y(ストイキオメトリ-からの偏差)図を作成することができた。
|
