混晶半導体中の各種欠陥の発生機構とそれらの電気的,光学的効果に関する研究

1.混晶半導体中の転位の動的挙動の研究GaInAs混晶中の転位の発生挙動とその運動学的性質をエッチ・ピット法ならびにX線回折顕微法によって研究し、GaAs中に固溶するIn原子が転位の挙動に及ぼす効果を調べ、それを同じくGaAs中に固溶するSiの効果と比較した。その結果、Siがすべての種類の転位の運動に対する障害として作用して、それらの運動速度を減少させるのに対して、Inはβ型転位の運動には殆ど影響を及ぼさない反面、低応力下で運動するα型転位とらせん型転位を静止させる作用があることを見い出した。このことと関連して、GaInAs混晶中では転位発生源からは、ある一定の応力値以下では、α型転位とらせん型転位が発生しないことが明らかになった。2.混晶半導体の強度特性の研究GaInAs混晶の強度特性を測定し、それをSiを固溶するGaAsのそれと比較した。不純物によって固着されていない転位を含む試料では、4500ppmのInを固溶するGaAsの強度は0.1ppm程度のSiを固溶するGaAsのそれとほぼ等しいのに対して、転位が固着されている結晶では4500ppmのInを固溶するGaAsの強度は100ppmのSiを固溶するGaAsのそれに近い。その理由を転位の動特性に対するGaAs中のInとSiの効果の違いによって説明した。3.混晶半導体中の各種欠陥の電子状態の研究GaAsをベースとする混晶中の各種の格子欠陥に付隨する電子状態を明らかにする第一歩として、まずGaAs中の変形誘起欠陥および電子線照射誘起欠陥の電子状態を電子スピン共鳴、DLTS、フォトルミネッセンス、フォトキャパシタンス、ホール効果等の方法によって研究し、上記のそれぞれの欠陥のもつ電子準位を決定した。

1.混晶半導体中の転位の動的挙動の研究GaInAs混晶中の転位の発生挙動とその運動学的性質をエッチ・ピット法ならびにX線回折顕微法によって研究し、GaAs中に固溶するIn原子が転位の挙動に及ぼす効果を調べ、それを同じくGaAs中に固溶するSiの効果と比較した。その結果、Siがすべての種類の転位の運動に対する障害として作用して、それらの運動速度を減少させるのに対して、Inはβ型転位の運動には殆ど影響を及ぼさない反面、低応力下で運動するα型転位とらせん型転位を静止させる作用があることを見い出した。このことと関連して、GaInAs混晶中では転位発生源からは、ある一定の応力値以下では、α型転位とらせん型転位が発生しないことが明らかになった。2.混晶半導体の強度特性の研究GaInAs混晶の強度特性を測定し、それをSiを固溶するGaAsのそれと比較した。不純物によって固着されていない転位を含む試料では、4500ppmのInを固溶するGaAsの強度は0.1ppm程度のSiを固溶するGaAsのそれとほぼ等しいのに対して、転位が固着されている結晶では4500ppmのInを固溶するGaAsの強度は100ppmのSiを固溶するGaAsのそれに近い。その理由を転位の動特性に対するGaAs中のInとSiの効果の違いによって説明した。3.混晶半導体中の各種欠陥の電子状態の研究GaAsをベースとする混晶中の各種の格子欠陥に付隨する電子状態を明らかにする第一歩として、まずGaAs中の変形誘起欠陥および電子線照射誘起欠陥の電子状態を電子スピン共鳴、DLTS、フォトルミネッセンス、フォトキャパシタンス、ホール効果等の方法によって研究し、上記のそれぞれの欠陥のもつ電子準位を決定した。