高品質AlGaSb系混晶半導体の気相成長と不純物制御

本研究の目的であるAlGaSbに関する基礎データの蓄積と、成長法の確立、及びその過程において成長層内および界面、表面での欠陥についての検討を達成するための本年度の研究計画にしたがって報告する、まず熱平衡状態に近い成長法の一つである液相エピタキシャル成長法を試みた。現時点では成長温度400℃、冷却速度0.3℃/minの成長条件においてAlx【Ga_(1-x)】Sbのx≒0.1〜0.3の範囲でエピタキシャル成長していることが、X線回析によって確認されており、この技術によって混晶比xの範囲を更に広げることは容易であると考えられる。またエピタキシャル成長層に対してはフォトルミネッセンス法、DLTS法などの測定手段を用いて、その結晶性の評価を行ない、成長条件の最適化を行なっている。不純物制御に関しては、すでにデータの蓄積がある閉管式気相成長法における不純物添加特性と対比させるために、液相エピタキシャル成長における不純物添加を試み、その特性の評価を行なう予定である。一方、不純物添加法の新しい方法としての電子ビームドーピング法に関しては、元素半導体におけるデータを基に、化合物半導体及び混晶半導体へと、その実験対象を広げている。特に本年度においては化合物半導体(GaAs,GaP,InP,GaSbなど)が中心であるが、元素半導体におけると同様、その不純物添加特性は特異な性質を示し、その機構を明らかにするまでには致っていないが、混晶半導体における実験の基礎データは多く得られた。また混晶としてGaAsPへのSiの添加を試み、ドーピングが行なわれていることを確認している。今後混晶の材料を本研究の対象材料であるAlGaSbへも広げていく予定である。

本研究の目的であるAlGaSbに関する基礎データの蓄積と、成長法の確立、及びその過程において成長層内および界面、表面での欠陥についての検討を達成するための本年度の研究計画にしたがって報告する、まず熱平衡状態に近い成長法の一つである液相エピタキシャル成長法を試みた。現時点では成長温度400℃、冷却速度0.3℃/minの成長条件においてAlx【Ga_(1-x)】Sbのx≒0.1〜0.3の範囲でエピタキシャル成長していることが、X線回析によって確認されており、この技術によって混晶比xの範囲を更に広げることは容易であると考えられる。またエピタキシャル成長層に対してはフォトルミネッセンス法、DLTS法などの測定手段を用いて、その結晶性の評価を行ない、成長条件の最適化を行なっている。不純物制御に関しては、すでにデータの蓄積がある閉管式気相成長法における不純物添加特性と対比させるために、液相エピタキシャル成長における不純物添加を試み、その特性の評価を行なう予定である。一方、不純物添加法の新しい方法としての電子ビームドーピング法に関しては、元素半導体におけるデータを基に、化合物半導体及び混晶半導体へと、その実験対象を広げている。特に本年度においては化合物半導体(GaAs,GaP,InP,GaSbなど)が中心であるが、元素半導体におけると同様、その不純物添加特性は特異な性質を示し、その機構を明らかにするまでには致っていないが、混晶半導体における実験の基礎データは多く得られた。また混晶としてGaAsPへのSiの添加を試み、ドーピングが行なわれていることを確認している。今後混晶の材料を本研究の対象材料であるAlGaSbへも広げていく予定である。