新機能光デバイスのための化合物半導体の物性制御の研究

新型功能光器件用化合物半导体物性调控研究

• 批准号: 02204003
• 负责人: 吉川 明彦
• 金额: $ 16.83万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02204003/
• 关键词: ワイドギャップIIーVI族化合物半導体; 青色発光素子; 電子状態計算; 物質設計; エレクトロルミネッセンス; (IIaーVIb); (IIbーVIb)超格子薄膜; 半導体光スイッチ; 量子細線

化合物半導体の新機能制の発現のための物質設計,物性制御に関して以下のような研究成果が得られた。1.p型ZnSeアクセプタ準位の候補としてLi不純物を選び,新たに開発したDSA法人によりZn置換位置周辺でのLiの移動エネルギ-と構造安定性を計算した.その結果Liのアクセプタとしての不安定性の起源が置換位置から格子間位置への移動とイオン化による自己補償であることを解明した.(吉田)2.ZnSeの物性制御に於いて基板との格子不整の影響を検討した結果,GaAs上に成長したn型ZnSe膜には圧縮応力が働き,この応力を緩和するために界面付近に深い欠陥準位が導入され,それに伴い高抵抗層が存在することを明らかにした.また,NH_3を用いた窒素添加ZnSeに於いてAu電極の熱処理の最適化により正孔濃度が2x10^<16>cm^<ー3>程度のp型伝導膜であることを確認した.さらに,GaAsに整合したZnSSe混晶膜の成長を行い窒素添加を試みたが,ZnSeに比べて窒素は取り込まれにくい事が分かった.(吉川)3.SrS/ZnS超格子薄膜の成長を行うために,ホットウォ-ル蒸着型のALE装置の作製を進め,薄膜成長の予備実験を行った.その一方で,基礎となる知見を得るため,電子線蒸着法で作製したSrS薄膜の評価を行った.SrS薄膜は成長温度500℃以上のとき比較的良質の多結晶薄膜になる.また,成長中に容易に酸素原子を取り込み,酸素汚染される.500℃程度の温度で熱処理を行うと,膜質が改善されることが分かった.(小林)4.量子細線・量子箱構造を用いる交差型光スイッチの理論解析を行い,低損失化および高消光比化のためには,量子細線や量子箱が優れていることを明らかにすると共に,幅25ー35nm,井戸層厚8nmのGaInAs/InP3層多重量子細線構造を世界で初めて試作し,その電界屈折率変化スペクトルを測定した.(荒井)

The development of new functional systems for compound semiconductors, material design, physical properties control, and the following research results have been obtained. 1. The candidate for p type ZnSe is selected from Li impurities, and the structural stability is calculated. As a result, the origin of instability is explained by the displacement of lattice position and its own compensation. (Yoshida) 2. ZnSe physical properties control in the substrate and lattice irregularities influence the results,GaAs on the growth of n-type ZnSe film due to pressure contraction force, this force is relaxed, the interface is close to the depth of the level of introduction, all accompanied by the existence of high resistance layer. In addition, the optimization of heat treatment of Au electrode with ZnSe as additive for NH_3 was confirmed, and the p-type conductive film with positive pore concentration of 2x10 <16>cm^&lt;-3&gt; was optimized. In addition, the growth of GaAs and ZnSSe mixed crystal films was studied by doping ZnSe and ZnSe. (Yoshikawa) 3. SrS/ZnS superlattice thin film growth process, preparation of thin film growth process. SrS thin films grown at temperatures above 500℃ are comparatively good polycrystalline thin films. During growth, it is easy to select acid atoms, acid pollution is up to 500 ℃, heat treatment is up to 500 ℃, membrane quality is improved. (Kobayashi)4. Theoretical analysis of quantum fine wire and quantum box structure for use in cross-type optical fiber, low loss and high extinction ratio measurement of GaInAs/InP three-layer quantum fine wire structure with amplitude of 25 nm and well thickness of 8nm. (Arai)

项目成果

H.KatayamaーYoshida: "Hyperfine and Superhyperfine Interaction Parameters of Interstitial 3rd Transition Atom Impurities in Semiconductors" Proceeding of International Workshop on Hyperfine Interaction of Defects in Semiconductors.

H. Katayama-Yoshida：“半导体中间隙第三跃迁原子杂质的超精细和超超精细相互作用参数”半导体缺陷超精细相互作用国际研讨会论文集。

T.Sasaki: "Electronic Structure and Stability of an Impurity Atom of Li in ZnSe" Proceedings of 20th International Conference on the Physics of Semiconductors.

T.Sasaki：“ZnSe 中 Li 杂质原子的电子结构和稳定性”第 20 届国际半导体物理会议论文集。

A.Yoshikawa: "“MBEーlike" and “CVDーlike" Atomic Layer Epitaxy of ZnSe in MOMBE System" Journal of Crystal Growth. 101. 86-90 (1990)

A. Yoshikawa：“MOMBE 系统中 ZnSe 的“类 MBE”和“类 CVD”原子层外延”《晶体生长杂志》101. 86-90 (1990)。

S.Tanaka: "Stable White SrS:Ce,K,Eu Thin Film EL with Filters for FullーColor Devices" Proceedings of SID. 31(1). 25-30 (1990)

S.Tanaka：“用于全色器件的稳定白色 SrS:Ce,K,Eu 薄膜 EL”，SID 31(1) 论文集。

K.G.Ravikumar: "Field Induced Refractive Index Variation Spectrum in GaInAs/InP Quantum Wire Structure" Applied Physics Letters.

K.G.Ravikumar：“GaInAs/InP 量子线结构中的场致折射率变化光谱”应用物理快报。