化合物半導体の伝導性制御に関する研究

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残留不純物、空格子などの欠陥の少ない高品位結晶を成長させるため低温成長法としてMOCVD、減圧気相成長法および準熱平衡状態での成長法として溶液成長法を採用し、成長結晶の特性を相互に比較検討した。1.MOMBE法によるZnSeの成長(千葉大、吉川):ジメチル亜鉛とH_2Seを用いた成長系において、原料ガスの熱分解の必要性を成長機構および膜の特性に与える影響から明らかにした。2.ZnSeへの不純物の添加(千葉大、吉川、山梨大、松本):MOCVD法では熱分解しやすいジメチルヒドラジンを窒素アクセプタ原料として用いるとZnやSe原料の供給量に大きな影響を与えることなく流量変化による不純物添加濃度の制御が可能なことを明らかにした。減圧気相成長法では、VI/II比を大きくすると窒素の添加効率は単調に減少するが、残留ドナー不純物の混入はVI/II比が1付近で極小となり、VI/II比によって残留ドナーが関与する格子位置が異なる可能性が示唆された。ヨウ化エチルをヨウ素ドナーの原料にすると添加濃度を再現性よく10^<16>〜10^<19>cm^<-3>の範囲に制御できることを明らかにした。3.ZnSe/GaAsヘテロ界面の評価(山梨大、松本):両物質の格子定数と熱膨張係数の不整合のためZnSe成長層内に発生する格子歪の特質をX線回折法で明らかにした。界面付近の電子状態をCーV法とDLTS法で評価し、キャリアの空乏層と蓄積層を確認し、界面近傍に空間的に局在する電子捕獲準位を検出した。この準位はヘテロ界面の格子欠陥に対応すると思われる。4.カルコゲナイド溶媒からのZnSe、ZnSの成長とその評価(東理大、青木):Sb_<0.4>Te_<0.6>溶媒から成長させたZnSへの溶媒元素の混入量をXMAによる定量分析で明らかにした。成長結晶は光伝導を示すのでSbは光伝導に関与する準位をつくっている。Sb_<0.4>Se_<0.6>、Sb_<0.4>Se_<0.492>Te_<0.108>、Te、Sb_<0.4>Te_<0.6>の溶媒から成長させたZnSeへのTeの混入量は定量分析によると上の順に多くなり、TeはSbが共存すると混入しやすいことを明らかにした。