新しいプロセスによる混晶半導体の成長と積層構造に関する研究

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低温プロセスによる混晶半導体の成長と積層構造の形成に関して本年度行った研究の概要は次のようである。1.プラズマおよび光励起プロセスによる混晶半導体の低温エピタキシアル成長装置を試作し、部分的に完成をみた。2.プラズマ・アシステド・エピタキシ(PAE)法によるGaSbの成長における放電ガスの影響について検討した。水素プラズマとアルゴンプラズマを比較すると、電気的、光学的特性は一般に水素プラズマ中で成長させたものの方が格段に良いが、適当な割合の水素とアルゴンの混合ガス中で成長させるとホトルミネセンスにおけるドナ・アクセプタ・ペア発光強度の非常に大きいものが得られることがわかった。3.p-GaSb/n-GaAsヘテロ接合ダイオードをPAE法で作成し、GaSbホモ接合に比べテ暗電流を格段に減少させることができ、GaAs側から入射させた光に対して0.9〜1.7μmの範囲で検出できるホトダイオードが得られることを確認した。4.GaSb/AlSb超格子を作成し、走査電子顕微鏡およびX線回折により界面平担性のよい約500Å周期のものができることを確認したが、より短周期のものについては量子効果による確認はされていない。5.(In,Ga)(As,Sb)混晶への展開のために、これまでのGaAs,GaSbに加えてInSb,InAsをPAE法により種々の格子定数をもつ基板上に成長させ、格子不整合による歪の緩和のされ方を比較したが、これまで考えられている不整合や熱膨張係数の差の度合による歪とその緩和のみでは説明できない結果が得られた。電気的特性としては、GaAs上のInSb,InP上のInAsで電子濃度がそれぞれ1×【10^(16)】,7×【10^(17)】【cm^(-3)】,電子移動度が39,000、21,000【cm^2】/Vsと分子線エピタキシによる成長膜と同程度のものが得られるようになった。