自己触媒成長技術によるシリコン基板上新規ナノワイヤ構造・レーザーデバイスの創出

点击翻译按钮获取中文摘要

昨年度に新しいMOCVD装置導入した．新装置は1000℃まで加熱可能、開口部のSi表面自然酸化膜の除去できるようになった．Si基板上の触媒インジウム微粒子の位置制御できるようになった。今年度にSi基板上にInPナノワイヤのエピタキシャル成長関連実験を行った。直径細い（＜～100nm）ナノワイヤはSi基板上に垂直成長が可能だが、直径大きいナノワイヤは横方向成長しやすいと分かった。これらの結果を基づき、成長のモデルを提案した。InP/Siの格子不整合が極めて大きい（8.06%）ため、島状の成長モッドになりやすいので、横方向成長になってしまう。ただ、ナノワイヤ直径細い場合は歪に強い（格子変形しやすい）ため、layer-by-layer成長モッドになれる。Si基板上のレーザデバイス実現のために、新しい解決策を含めて、現在検討し続けている。InPなどの化合物半導体ナノワイヤでは、ほとんど(111)Bの成長方位であり、積層欠陥が生じやすい現状である。高品質ナノワイヤ構造⇒高性能光・電デバイス実現のために、積層欠陥を減らないといけない。一つの有効な方法として、(111)B方位ではなく、(111)A方位成長させると積層欠陥が少ないという実験が報告された。ただ、安定的な作製方法更に配列成長技術はまだ、確立されていない。今期開口部が加工されたInP(111)A基板用いて、インジウム微粒子を形成してから、InPナノワイヤ成長実験を試みた。結果として、(111)A方位を持つInPナノワイヤ配列技術を確立できた。透過電子顕微鏡の測定結果では、同じ条件で成長した(111)B方位持つInPナノワイヤに比べて、積層欠陥が大幅に減少したことを確認できた。