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化合物半導体薄膜結晶のヘテロ成長における結晶性の制御

化合物半导体薄膜晶体异质生长中结晶度的控制

基本信息

批准号：
02204010
负责人：
福家俊郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Shizuoka 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 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02204010/
关键词：
化合物半導体ヘテロ成長格子歪緩和バッファ層不純物効果

项目摘要

IIIーVおよびIIーVI化合物半導体ヘテロ成長薄膜の高品位化についての検討を行なった。1.MOCVD法によるAl_XGa_<1ーX>As成長において、わずかに格子定数の異なるヘテロ系での格子不整合転位の発生について検討した結果、(1)完全無転位In高ド-プGaAs結晶上Al_<0.3>Ga_<0.7>Asエピ層には引張り応力(格子不整合=0.045%)がかかり、コヒ-レント長は1μm程度となる。しかし、圧縮応力が加わるアンド-プ基板上Al_<0.3>Ga_<0.7>As成長層では、10μm以上の膜厚まで格子緩和歪みは起こらず、歪みの加わる方向により転位の発生及び伝播機構に違いがあることが示唆された。(2)アンド-プGaAsとの格子不整合が0.083%であるIn高ド-プGaAs基板上に種々の厚さのAl_<0.3>Ga_<0.7>Asバッファ層を挿入したのち、0.9μmのGaAsを成長させ、転位密度を測定した結果、AlGaAsバッファ層厚が1μm以下の場合には、GaAs表面層での転位密度は半分程度に減少し、GaAs:In基板とAlGaAsの界面で発生した転位が、AlGaAsとGaAs層の界面で曲げられる可能性が示唆された。2.水素輸送法によるIIーVI族化合物半導体及びその混晶成長においては、不純物添加効果について検討し、以下の結果を得た。(1)沃素を気相中に添加した場合のGaP(100)面上へのZnS成長において、成長温度が400℃以上で、沃素輸送量が0.014g/h(輸送されるI/Znモル比=0.075)以下の場合には、SIMS分析により調べた沃素の取り込み量は10^<16>/cm^3以下と少なく、沃素は気相中で沃化亜鉛を形成することにより主として成長温度の低温化に効果がある。(2)沃素とLiを気相中に同時添加した場合には、沃素添加量を増加させることにより成長層へのLiの取り込みが促進されたが、同時に沃素の成長層への取り込みも増加することになる。(3)ZnSSe混晶成長においては、沃素添加によりS組成の成長温度依存性が小さくなり組成制御性が向上する。

III-V and II-VI compound semiconductor thin films for high-quality growth 1. MOCVD method for Al_XGa_<1-X>As growth in the medium, the lattice constant number of different, the system of lattice disconformity site generation in the investigation results,(1) completely free site In high-level GaAs crystal Al_ Ga_<1<0.3><0.7>-X> As layer tension (lattice disconformity =0.045%), the length of the lattice disconformity site is about 1μm. The Al_<0.3>Ga_<0.7>As growth layer on the substrate has a film thickness of more than 10μm, and the lattice relaxation and propagation mechanism are displayed in the opposite direction. (2)The lattice unconformity of GaAs on the GaAs substrate was 0.083%<0.3><0.7>, and the growth of GaAs with a thickness of 0.9μm and the measurement of the site density showed that the site density of the GaAs surface layer decreased by half when the AlGaAs layer thickness was 1μm or less, and the possibility of the formation of the site at the interface between GaAs and GaAs on the GaAs substrate and the deformation at the interface between GaAs and GaAs layer was discussed. 2. The following results were obtained from the investigation of the effect of impurity addition in the mixed crystal growth of II-VI compound semiconductors and semiconductors by water transport method. (1)In the case of ZnS growth on GaP(100) surface, growth temperature is above 400℃, transport amount of ZnS is 0.014 g/h(transport I/Zn ratio =0.075), SIMS analysis is used to adjust the concentration of ZnS to 10^<16>/cm^3 or less, and in the case of ZnS growth on GaP (100) surface, growth temperature is above 400 ℃. (2)In the case of simultaneous addition of VOCs to the growth layer, the amount of VOCs added to the growth layer is increased. (3) The growth temperature dependence of ZnSSe mixed crystal composition is small and the composition control is upward.