H_2輸送法におけるII-VI化合物半導体結晶成長における不純物効果と成長機構の研究

H_2輸送法を用いてGaP, GaAs基板上へのZnS及びZnSeヘテロエピタキシャル成長における不純物効果を調べた結果, 以下に述べるいくつかの知見を得た.1.GaP(111)A, B基板上へのZnS成長において, Inを添加した場合には, (111)A基板上では成長速度は増大し, (111)B基板上では減少することを見出した. また, 沃素を添加した場合には, Inの場合とは定性的にまったく逆の現象が見出された. このことは, 正または負のイオンになり易い不純物の気相中への添加により, イオン性の大きなII-VI結晶の(111)面での成長が助長されたり, 抑制されたりしていることを示唆している.2.GaP(100)基板上へのZnS成長においては, 沃素消費量が増加するにつれて成長温度領域は低温側に移動し, 沃素消費量0.044g/hの時には, 約200度成長温度が低下する. また, 成長速度の最大値も増加し, 沃素の添加による平衡蒸気圧の高い沃化亜鉛濃度の増加が成長温度の低温化をもたらす.3.使用基板面方位依存性については, (111)A, B面の場合には, 上記のような顕著な成長領域の低温化は見られず, 極性のもたない(100)面での成長が主として熱力学的平衡により律速されているのに対して, 極性を持つ(111)A, B面での成長では, 表面反応律速が支配的であり, , 不純物の吸着, 取り込み等の大小が成長速度に強く関与していることが示唆された.4.X線回折による格子定数の変化よりGaP上にZnSがコヒーレント成長することが示唆された. さらにInおよび沃素のドーピングにより結晶性および表面モホロジーが大幅に改善された.以上の諸成果をふまえ, 今後, 高濃度沃素ドーピングにより, ZnS, ZnSe成長における成長層格子定数や結晶性への影響を検討すると共に, 沃素ドーピングによるZnSeについて成長温度の低温化の検討およびZnS, ZnSe成長層の電気的特性の評価などを行う.

H_2輸送法を用いてGaP, GaAs基板上へのZnS及びZnSeヘテロエピタキシャル成長における不純物効果を調べた結果, 以下に述べるいくつかの知見を得た.1.GaP(111)A, B基板上へのZnS成長において, Inを添加した場合には, (111)A基板上では成長速度は増大し, (111)B基板上では減少することを見出した. また, 沃素を添加した場合には, Inの場合とは定性的にまったく逆の現象が見出された. このことは, 正または負のイオンになり易い不純物の気相中への添加により, イオン性の大きなII-VI結晶の(111)面での成長が助長されたり, 抑制されたりしていることを示唆している.2.GaP(100)基板上へのZnS成長においては, 沃素消費量が増加するにつれて成長温度領域は低温側に移動し, 沃素消費量0.044g/hの時には, 約200度成長温度が低下する. また, 成長速度の最大値も増加し, 沃素の添加による平衡蒸気圧の高い沃化亜鉛濃度の増加が成長温度の低温化をもたらす.3.使用基板面方位依存性については, (111)A, B面の場合には, 上記のような顕著な成長領域の低温化は見られず, 極性のもたない(100)面での成長が主として熱力学的平衡により律速されているのに対して, 極性を持つ(111)A, B面での成長では, 表面反応律速が支配的であり, , 不純物の吸着, 取り込み等の大小が成長速度に強く関与していることが示唆された.4.X線回折による格子定数の変化よりGaP上にZnSがコヒーレント成長することが示唆された. さらにInおよび沃素のドーピングにより結晶性および表面モホロジーが大幅に改善された.以上の諸成果をふまえ, 今後, 高濃度沃素ドーピングにより, ZnS, ZnSe成長における成長層格子定数や結晶性への影響を検討すると共に, 沃素ドーピングによるZnSeについて成長温度の低温化の検討およびZnS, ZnSe成長層の電気的特性の評価などを行う.