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

• 批准号: 03204011
• 负责人: 福家 俊郎
• 金额: $ 1.15万
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03204011/
• 关键词: 化合物半導体; ヘテロ成長; 不純物効果; 混晶; 表面形態; SIMS分析; 減圧成長

MOCVD法の場合には原料が成長界面まで化合物として輸送され、堆積反応は基板面方位の影響を受ける。TMG、TMA、AsH_3各流量及び成長温度を変化させてGaAs(111)A面上にAlGaAsを成長させた時、成長温度を下げると、またAsH_3分圧を増加させると、表面形態は三角錐型、円錐型ヒロック、鏡面、微小ヒロックと変化する。成長温度を高くした場合、同じ表面形態を得るには高いAsH_3分圧を必要とし、また、表面形態はV/III比ではなくAsH_3分圧に依存することから、表面形態の変化には分解途中のAsH_x(X<3)の表面吸着状態が関与していると考えられる。またAl組成の増加により表面形態が低AsH_3分圧側にシフトすると共に、低V/III比でのAlGaAs成長速度の低下が小さいことは、TMAの添加によりAsH_3の分解速度が増加することを示している。In及びヨウ素を成長雰囲気に加えてGaP(111)A,B基板上にZnSを成長させると成長速度が変化するが、その取り込み率の基板面方位依存性をSIMSにより調べた。いずれの成長面においても適量のヨウ素添加(I/Znモル比≒0.1)により表面形態及び結晶性が改善される。(111)B面上成長層の方が(111)A面の場合より成長速度は大きく、X線回折ピ-ク幅は小さくなるが、ヨウ素の取込み量は約1桁大きい。ZnSe+H_2S+H_2系を用いたGaAs(100)基板上へのZnSSe混晶成長において、成長雰囲気へのヨウ素添加量を増加させるとSの固相への取込み量が抑制された。その結果、成長層S組成の気相S分圧依存性並びに成長温度依存性が小さくなり、S組成の制御性が向上した。これはZnS堆積反応のヨウ素添加による低温側へのシフトがZnSeの場合より顕著であるためと考えられる。また、100Torrでの減圧成長の場合には、ZnS及びZnSe成長速度の基板温度依存性が小さくなることにより、S組成の成長温度依存性は非常に小さくなる事が判った。

MOCVD method の occasions に は が raw material growth interface ま で compound と し て conveying さ れ, accumulation 応 は base plate bearing の を by け る. TMG, TMA, AsH_3 each traffic and を び growth temperature variations change さ せ て GaAs (111) A surface に AlGaAs を growth さ せ た, growth を temperature when げ る と, ま た AsH_3 points 圧 を raised plus さ せ る と, surface morphology は three pyramid, has drifted back towards &yen; cone ヒ ロ ッ ク, mirror, small ヒ ロ ッ ク と variations change す る. High growth temperature を く し た occasions, with surface morphology を じ る に は high い AsH_3 points 圧 を necessary と し, ま た, surface morphology は V/III ratio で は な く AsH_3 points 圧 に dependent す る こ と か ら, surface morphology の variations change に は decomposition way の AsH_x (X < 3) の surface sorption state が masato and し て い る と exam え ら れ る. ま た Al composition の raised plus に よ り surface morphology が AsH_3 points lower lateral 圧 に シ フ ト す る と に, low V/III ratio で の AlGaAs low growth speed の が small さ い こ と は, TMA の add に よ り AsH_3 の decomposition speed が raised す る こ と を shown し て い る. Grow In and び ヨ ウ element を 雰 囲 気 に plus え て GaP (111). A, B substrate に grow ZnS を administered さ せ る と growth が variations change す る が, そ の take り 込 み rate の base board face orientation dependence を SIMS に よ り adjustable べ た. い ず れ の growth surface に お い て も moderate の ヨ ウ element added (I/zinc モ ル ≒ 0.1) に よ り surface morphology and crystallization び が improve さ れ る. が の growth layer on the surface of party B (111) (111) a-side の occasions よ り は growing big き く, X-ray inflexion ピ - ク は picture small さ く な る が, ヨ ウ element の take 込 は み quantity about 1 truss big き い. ZnSe + + H_2 H_2S を with い た GaAs (100) substrate へ の ZnSSe mixed crystal growth に お い て, grow 雰 囲 気 へ の ヨ ウ element を raised amount plus さ せ る と S の solid-phase へ の take 込 み quantity が inhibit さ れ た. Youdaoplaceholder0 そ results, growth layer S composition <s:1> gas phase S partial pressure dependence and びに growth temperature dependence が small さくな, S composition <s:1> control が upward た た. こ れ は ZnS accumulation reverse 応 administered の ヨ ウ element to add に よ る low temperature side へ の シ フ ト が ZnSe の occasions よ り 顕 the で あ る た め と exam え ら れ る. ま た, 100 torr で の 圧 growth reduction の occasions に は, ZnS and administered び ZnSe の growing substrate temperature dependency が small さ く な る こ と に よ り, S の growth temperature dependency は very small に さ く な る matter が convicted っ た.

项目成果

Shunro Fuke: "Li and Sb dojing effects on the growth behavior of ZnS on GaP substrates" Journal of Applied Physics. 69. 8126-8129 (1991)

Shunro Fuke：“Li 和 Sb dojing 对 GaP 衬底上 ZnS 生长行为的影响”应用物理学杂志。

Shunro Fuke: "Lowering of the growth temperature by the iodine incorporation for vapor-phase epitaxy of ZnS" Journal of Applied Physics. 71. (1992)

Shunro Fuke：“通过掺碘降低 ZnS 气相外延的生长温度”应用物理学杂志。