狭ギャップII-VI族半導体の極薄膜成長法に関する研究

窄带隙II-VI族半导体超薄膜生长方法研究

基本信息

批准号：
01604531
负责人：
松村正清
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

MBE法により、InSb基板上にCdTe薄膜をヘテロエピタキシャル成長させて、結晶状態とその界面の電子状態を評価し、最適堆積温度Tsを求めた。ソ-スには6Nの多結晶CdTeを用い、堆積速度は1.6μm/hに固定した。Ts=207℃〜243℃の範囲で鏡面の表面を持つ単結晶が得られ、また、これをMIS構造と考えた時のC-V特性から、77Kにおいて、界面が蓄積状態から反転状態まで変化することが示せた。なお、この温度範囲ではTsが高いほど良好な結晶性とC-V特性を示した。Ts=243℃場合について、タ-マン法で界面準位密度を評価し、密度分布がU字型をしており、その最低値が2×10^<11>cm^<-2>eV^<-1>であることが分った。また、ゲ-ト絶縁膜に加えることのできる電界は1MV/cm程度であった。界面に誘起できる面電荷密度が10^<12>cm^<-2>程度と計算されるから、MIS電界効果トランジスタに利用可能な界面が実現できたと判断した。CdTe/InSbヘテルMISトランジスタを試作し、77Kにおけるトランジスタ動作を世界で初めて確認した。CdTeのコンタクト穴あけには、アルコンスパッタ法を用いた。低ドレイン電圧領域から算出した移動度は、1200cm^2/Vsであった。これらの結果、CdTe/InSbヘテロ接合がMIS構造として取扱えることが初めて実証され、しかも、ある成長温度範囲ではSiO_2/Si界面に準ずる良好な界面が実現できることを明らかにできた。水銀テルルのMBE成長のための基礎的検討を簡易装置を用いて行ない、Ts=200℃において多結晶膜を得た。成長に必要な水銀フラックスは6×10^<17>/s程度であって、水銀ビ-ムを直径cm程度に絞れれば、既存のMBE装置が使えるとの見通しを得た。

采用MBE方法在InSb衬底上异质外延生长CdTe薄膜，并评估界面的晶态和电子态以确定最佳沉积温度Ts。使用6N多晶CdTe作为源，沉积速率固定为1.6μm/h。在Ts = 207℃至243℃的范围内获得了具有镜面的单晶，并且根据将其视为MIS结构时的C-V特性，显示了在77K时界面从累积状态转变为反转状态。。请注意，在此温度范围内，Ts 越高，结晶度和 C-V 特性越好。对于Ts=243℃的情况，采用Turman法计算界面态密度，密度分布呈U型，最低值为2×10^<11>cm^<-2>eV^结果是<-1>。此外，能够施加到栅极绝缘膜的电场为约1MV/cm。由于计算出界面处可感应的表面电荷密度约为10^<12>cm^-2>，因此我们得出结论，我们已经实现了可用于MIS场效应晶体管的界面。我们制作了 CdTe/InSb 异质 MIS 晶体管原型，并在世界上首次确认了其在 77K 温度下的运行。采用Alcon溅射法制作CdTe接触孔。从低漏极电压区域计算出的迁移率为1200cm^2/Vs。这些结果首次证明了CdTe/InSb异质结可以被视为MIS结构，并且还揭示了在一定的生长温度范围内可以实现类似于SiO_2/Si界面的良好界面。利用简单的装置对汞-碲MBE生长进行了基础研究，在Ts=200℃下获得了多晶薄膜。生长所需的汞通量约为6×10^17/s，并且预计如果汞束可以缩小到大约cm的直径，则可以使用现有的MBE设备。