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光集積回路用磁性ガ-ネット薄膜の半導体基板上へのエピタキシャル成長

半导体衬底上光学集成电路用磁性石榴石薄膜的外延生长

基本信息

批准号：
03650246
负责人：
五味学
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、大きな磁気光学効果を示す希土類鉄ガ-ネット単結晶膜を半導体基板上にエピタキシャル成長させるための基礎技術の確立を目的として、IIーVI半導体のガ-ネット及びサファイア基板上へのスパッタ法によるエピタキシャル成長を試み、以下の成果を得た。1.既にGaAs上へのエピタキシャル成長が確認されており、且つ、ガ-ネット上に二倍格子での成長が見込まれるCdTeの結晶化した膜が、スパッタ法では基板加熱無しでも直接ガ-ネット(Ga3Ga5O12:GGG)及びサファイア基板上に得られることを示した。X線回折極点図形より(0001)サファイア基板上には(111)CdTe単結晶膜がエピタキシャル成長し、(111)GGG基板上には(111)面に強く配向した膜が成長することを明かにした。また、基板温度200℃以上では、CdTeが分解し始めるため、膜の成長速度は低下し、300℃以上では基板上に膜が全く堆積しないことを明らかにした。2.ガ-ネット膜の成長には400℃以上の温度を必要とするため、高い分解温度を有するMnを固溶したCd_<1ーx>Mn_xTe,Zn_<1ーx>Mn_xTe薄膜の成長を試み、スパッタ条件とMn固溶量xの関係を明らかにした。これにより、Mn固溶により高い温度で安定な膜が形成可であることを確認すると共に、ZnMnTe系では、x=0.8と従来の報告値より更にMnを多量に固溶した表面平滑性および結晶性の良好な配向膜が成長できることを明らかにした。

This study aims to establish a basic technology for the growth of rare earth iron-based crystalline films on semiconductor substrates by demonstrating the effects of magneto-optical properties. The following results are obtained: 1. The growth of CdTe on GaAs substrate was confirmed by the crystallization of CdTe film and the direct growth of CdTe (Ga3Ga5O12:GGG) and CdTe on GaAs substrate without heating. X-ray reflection pole shape: (0001)CdTe single crystal film on (111)GGG substrate grown on (111) plane with strong alignment. When the substrate temperature is above 200℃, CdTe begins to decompose, and the film growth rate is low. When the substrate temperature is above 300℃, the film is completely deposited. 2. The growth conditions of Mn_xTe thin films are: temperature above 400℃, decomposition temperature above 400℃, Mn_xTe content in solution above 400 ℃, Zn_x content in solution above 400 ℃. The formation of stable films can be confirmed by the high temperature solution of Mn and ZnMnTe.