狭ギャップII-VI族半導体の極薄膜成長法に関する研究

窄带隙II-VI族半导体超薄膜生长方法研究

• 批准号: 63604526
• 负责人: 松村 正清
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63604526/
• 关键词: カドミウム・テルル; 水銀・カドミウム・テルル; MBE; MOCVD; インジウムアンチモン; ヘテロ接合; MISトランジスタ; MIS構造; ヘテロエピタキシャル成長

昨年度に成功したジ・ターシャル・ブチル・テルルを用いた常圧MOCVD成長法を基礎にして、極薄膜成長を実現しやすい減圧MOCVD装置を製作した。ゲートバルブを用いた簡単なロード・ロック機構により、成長室を常に真空に保つことが可能となった。また、パソコンに接続した電磁弁で空気作動バルブを制御し、導入ガスの急峻な切替を可能にした。充分な量の水銀を導入するために水銀導入系を300℃程度まで加熱できるようにすることが問題であったが、これは、耐熱性の極めて高い特殊バルブを用いることにより解決した。この装置により、InSb上へのHgTeのヘテロエピタキシャル成長を試み、単結晶成長に成功した。MBE成長装置を立上げて、CdTe/InSbヘテロ構造を試作・評価した。その結果、真空MOCVD法で作製した場合よりも、界面およびバルク特性が改善できることがわかった。また、MISトランジスタ実現を目指して、周辺プロセス技術(コンタクト穴形成技術、イオン注入により生じた表面損傷領域の除去技術、メサ構造のテーバー部分へのエピタキシャル成長条件など)について検討し、理想に近いトランジスタ形状を実現した。HgTeのMBE成長では、一度の数百gの水銀を消費するために、高純度膜を成長させることが難しい。そこで、プラズマにより水銀を予め活性化してからMBE装置に導入することを試みた。試作したイオン源は強い軸方向磁界により電子を閉じ込め、また、水銀が不活性であることを利用してホットカソードを持つ。その結果、圧力が10^<-4>Torr台では、数十Vという低電圧で、数百mAの電流が得られた。別に設けたヒータからTeを供給してHgTe膜を堆積し、EPMA測定により、水銀の導入効率が高まったことを確かめた。

This year's MOCVD process was successfully implemented on the basis of a high pressure MOCVD process, and a low pressure MOCVD device was fabricated. The vacuum in the growth chamber can be maintained. In addition, the electromagnetic function can be controlled, and the emergency switching can be carried out. The mercury is introduced into the system at a temperature of 300 ° C. The problem is solved by heating the system at a temperature of 300 ° C. This device is successfully grown on InSb. MBE growth apparatus is developed on CdTe/InSb substrates. As a result, the vacuum MOCVD method is used to improve the interface characteristics. In addition, MIS structure realization refers to the development of peripheral surface technology (such as hole formation technology, surface damage removal technology for injection, surface damage removal technology, and growth conditions for structural components), and the realization of ideal near surface shape. HgTe MBE growth is difficult to achieve by consuming hundreds of grams of mercury per degree. The mercury is activated and introduced into the MBE device. Try to make use of the magnetic field in the strong axis direction. As a result, the voltage is 10 Torr<-4>, the voltage is tens of V, and the current is hundreds of mA. In addition, the introduction rate of mercury into the HgTe film was determined by EPMA

项目成果

椎名、田中、杉浦、小田、松村: Applied Physics Letters. 52. 1306-1307 (1988)

Shiina、Tanaka、Sugiura、Oda、Matsumura：《应用物理快报》52。1306-1307（1988）。

小田、田中、杉浦、松村: Journal of Applied Physics. (1989)

小田、田中、杉浦、松村：应用物理学杂志（1989）。