異族半導体AlGaAs-ZnSe新人工多層構造の作製と新物性に関する研究

新型异质半导体AlGaAs-ZnSe人工多层结构的制备及新物理性能研究

• 批准号: 05855005
• 负责人: 船戸 充
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855005/
• 关键词: 異族半導体多層構造; GaAs-ZnSe; 透過型電子顕微鏡; 三次元成長; マイグレーション

本研究、従来にない新しい構造である異族半導体多層構造を作製し、新物性の発現とデバイスへの応用を目指したものである。以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。(1)AlGaAsの成長に先立ち、より基本的な二元化合物であるGaAsを用い、GaAs/ZnSe二層構造をGaAs基板上に作製し、その表面状態の観察を行った。その結果、成長温度が高温で、V/III比が小さいときに表面が三次元的になることがわかった。この原因を探るため透過型電子顕微鏡(TEM)により断面観察を行ったところ、ZnSe層は成長条件に関わらずGaAs基板上に二次元成長しているが、ZnSe上に成長したGaAsは高温、小V/III比で三次元(島状)成長、逆に低温、大V/III比で二次元成長していることが判明した。この現象は、この材料系において初めて見いだされた現象であることから、より詳細に検討する必要があると考え、ZnSe上でのGaおよびAs原料の振舞い、あるいは三次元成長した場合の平均の膜厚を調べた。得られた結果から、三次元成長の原因はGaを含んだなんらかの分子のZnSe表面でのマイグレーションであると推定した。(2)二次元成長している場合について、界面状態を評価するためにn-ZnSe/n-GaAsヘテロ接合を作製し電気的特性を評価した。光を照射することによって生じる電流の測定から、界面準位が存在しZnSe、GaAsどちらの側にも空乏層が存在することがわかった。この界面準位低減にはGaAs表面処理が有効であることを示した。(3)GaAs-ZnSe多層構造を様々な成長条件で作製した。上記(1)の二次元成長あるいは三次元成長する条件を選ぶことにより、量子井戸構造、量子箱構造をつくりわけることができる可能性を示した。また、X線回折、TEM観察から、いずれの構造も優れた結晶性を持つことが明らかになった。

In this paper, the new structure of semiconductor multilayer structure, the development of new physical properties and the application of the new structure are studied. The results of this year's study are shown below. (1) The growth of AlGaAs is preceded by the observation of the basic binary compound, GaAs, GaAs/ZnSe two-layer structure, GaAs substrate and surface state. As a result, the growth temperature is high, the V/III ratio is small, and the surface is three-dimensional. The reason for this is that the transmission electron microscope (TEM) detects the cross-section of GaAs and ZnSe layer. The growth conditions are related to the quadratic growth on GaAs substrate and the growth on ZnSe. GaAs has a high temperature, a small V/III ratio, a three-dimensional (island) growth, a reverse low temperature, a large V/III ratio, and a quadratic growth. This phenomenon is due to the fact that the material system has been developed and the average film thickness has been adjusted in case of three-dimensional growth. The reason for the three-dimensional growth is that the molecular ZnSe surface is not stable. (2)In the case of quadratic growth, the interface state is evaluated, and the n-ZnSe/n-GaAs junction is controlled and the electrical characteristics are evaluated. The measurement of current generated by light irradiation, the existence of ZnSe and GaAs depletion layers The GaAs surface treatment has a low level of alignment. (3) The growth conditions of GaAs-ZnSe multilayer structure are discussed. Note (1) the possibility of selecting the conditions for quadratic growth, quantum well structure and quantum box structure. X-ray reflection, TEM observation, structural optimization, crystallization, and light reflection.